분포정수회로

전기기사 필기 2018년 3회 72번

Q: 무손실 선로에서 감쇠정수가 0인 이유는 무엇인가요?

선로의 저항($R$)과 컨덕턴스($G$)가 0이어서 전기에너지가 열로 소모되지 않기 때문에 감쇠가 발생하지 않습니다.

Q: 특성 임피던스는 주파수와 관계가 있나요?

무손실 선로의 특성 임피던스는 $Z_0 = \sqrt{L/C}$로 결정되며, 식에 주파수($ω$) 성분이 포함되지 않으므로 주파수와 무관하게 일정합니다.

Q: 무손실 선로와 무왜형 선로의 공통점은 무엇인가요?

두 선로 모두 전파속도가 $V = 1/\sqrt{LC}$로 일정하며, 특성 임피던스가 $Z_0 = \sqrt{L/C}$로 주파수에 독립적인 저항 성분이 된다는 공통점이 있습니다.

과목 / 챕터	회로이론 및 제어공학 / 회로이론
인지 유형	memory
난이도	Level 2

Q문제

무손실 선로의 정상상태에 대한 설명으로 틀린 것은?

유사 문제 링크

2003-2-q75 2014-2-q73 2007-2-q64 2011-3-q71 2016-3-q71

선택지 분석

전파정수

γ

은

j ω L C

이다.

오답 함정 분석

무손실 선로(

R = G = 0

)에서 전파정수

γ = (R + j ω L) (G + j ω C) = (j ω L) (j ω C) = j ω L C

가 성립하므로 옳은 설명입니다.

특성 임피던스

Z_{0} = \frac{C}{L}

이다.

정답 상세 해설

무손실 선로의 특성 임피던스는

L / C

이며, 제시된

C / L

은 분모와 분자가 바뀐 잘못된 식입니다.

•

Step 1: 무손실 선로의 조건을 정의합니다. 무손실 선로란 선로의 저항(

R

)과 컨덕턴스(

G

)가 모두 0인 이상적인 선로를 의미합니다.

•

Step 2: 특성 임피던스(

Z_{0}

)의 일반식에 조건을 대입합니다. 일반식

Z_{0} = \frac{R + j ω L}{G + j ω C}

에서

R = 0, G = 0

을 대입하면

Z_{0} = \frac{j ω L}{j ω C}

가 됩니다.

•

Step 3: 식을 정리하여 최종 결과를 도출합니다. 허수 단위와 각주파수가 약분되어

Z_{0} = \frac{L}{C}

가 유도됩니다. 따라서 보기의

Z_{0} = \frac{C}{L}

은 틀린 설명입니다.

진행파의 전파속도

V = \frac{1}{L C}

이다.

오답 함정 분석

전파속도

V = \frac{ω}{β}

이며, 무손실 선로에서 위상정수

β = ω L C

이므로

V = \frac{1}{L C}

가 되어 옳은 설명입니다.

감쇠정수

α = 0

, 위상정수

β = ω L C

이다.

오답 함정 분석

무손실 선로에서는 에너지 손실이 없으므로 감쇠정수

α = 0

이며, 전파정수

γ = j ω L C

의 허수부인 위상정수

β = ω L C

가 성립합니다.

자주 묻는 질문

무손실 선로에서 감쇠정수가 0인 이유는 무엇인가요?

선로의 저항(

R

)과 컨덕턴스(

G

)가 0이어서 전기에너지가 열로 소모되지 않기 때문에 감쇠가 발생하지 않습니다.

특성 임피던스는 주파수와 관계가 있나요?

무손실 선로의 특성 임피던스는

Z_{0} = L / C

로 결정되며, 식에 주파수(

ω

) 성분이 포함되지 않으므로 주파수와 무관하게 일정합니다.

무손실 선로와 무왜형 선로의 공통점은 무엇인가요?

두 선로 모두 전파속도가

V = 1/ L C

로 일정하며, 특성 임피던스가

Z_{0} = L / C

로 주파수에 독립적인 저항 성분이 된다는 공통점이 있습니다.

이 문제 바로 풀기