직류회로

전기기사 필기 2016년 3회 75번

직렬로 연결된 두 저항 $R_1, R_2$에 전체 전압 $V$가 인가될 때, $R_2$ 양단에 걸리는 전압은 $V \times \frac{R_2}{R_1 + R_2}$로 계산합니다.

Q문제

75. 그림의 사다리꼴 회로에서 부하전압

V_{L}

의 크기는 몇

V

인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

3.0

부하전압

V_{L}

의 크기는 3.0V입니다.

•

- Step 1: 노드 a 우측의 등가 저항 및 노드 b 우측의 등가 저항을 계산합니다. 부하 저항 10Ω과 직렬로 연결된 10Ω 저항의 합은 20Ω입니다. 이 20Ω이 노드 a의 병렬 저항 20Ω과 병렬로 연결되어 있으므로, 노드 a에서 우측을 바라본 등가 저항은

20 ∥ 20 = 10Ω

입니다. 마찬가지로 노드 b에서 노드 a로 가는 10Ω 저항과 노드 a의 등가 저항 10Ω의 합은 20Ω이며, 이것이 노드 b의 병렬 저항 20Ω과 병렬 연결되므로 노드 b에서 우측을 바라본 등가 저항 역시

20 ∥ 20 = 10Ω

입니다.

•

- Step 2: 노드 b와 노드 a의 전압을 계산합니다. 전체 회로는 24V 전원에 10Ω 저항과 노드 b의 등가 저항 10Ω이 직렬 연결된 형태입니다. 전압 분배 법칙에 의해 노드 b의 전압

V_{b} = 24 \times \frac{10}{10 + 10} = 12 V

입니다. 노드 a의 전압

V_{a}

역시 10Ω 저항과 노드 a의 등가 저항 10Ω에 의해 분배되므로

V_{a} = 12 \times \frac{10}{10 + 10} = 6 V

입니다.

•

- Step 3: 부하전압

V_{L}

을 계산합니다. 부하전압

V_{L}

은 노드 a의 전압 6V가 10Ω 저항 두 개에 의해 분배되는 전압입니다. 따라서

V_{L} = 6 \times \frac{10}{10 + 10} = 3 V

입니다.

3.25

회로의 등가 저항을 잘못 계산하여 전압 분배를 오적용한 결과입니다.

4.0

병렬 저항 계산을 누락하거나 전압 강하를 잘못 계산한 결과입니다.

4.15

사다리꼴 회로의 반복적인 전압 분배 과정을 잘못 해석한 결과입니다.

사다리꼴 회로의 해석은 어떻게 시작하나요?

전원부의 반대편인 부하 쪽에서부터 시작하여 직렬과 병렬 등가 저항을 차례대로 구하며 전원 쪽으로 단순화해 나가는 것이 일반적입니다.

전압 분배 법칙은 어떻게 적용하나요?

직렬로 연결된 두 저항

R_{1}, R_{2}

에 전체 전압

V

가 인가될 때,

R_{2}

양단에 걸리는 전압은

V \times \frac{R _{2}}{R _{1} + R _{2}}

로 계산합니다.