직류회로

전기기사 필기 2020년 2회 75번

Q: 2A 전류원만 작용할 때 전압의 극성은 어떻게 결정되나요?

2A 전류원이 아래로 향하므로, 전류는 접지(아래쪽)에서 위로 올라와 회로를 순환합니다. 따라서 $0.5\Omega$ 저항에는 왼쪽에서 오른쪽으로 전류가 흐르게 되어, 문제에서 주어진 V의 극성(왼쪽 +, 오른쪽 -)과 일치하게 됩니다.

과목 / 챕터	회로이론 및 제어공학 / 회로이론
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

회로에서

0.5Ω

양단 전압(V)은 약 몇 V인가?

유사 문제 링크

2020-1-q77 2020-1-q72 2010-1-q75 2021-3-q67 2021-3-q78

선택지 분석

0.6

오답 함정 분석

전류 분배나 전압 계산 과정에서 저항값을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

0.93

오답 함정 분석

두 전류원의 방향을 반대로 해석하여 중첩 시 전압을 차감(1.2V - 0.267V)한 경우 도출되는 오답입니다.

1.47

정답 상세 해설

중첩의 원리를 이용하여 각 전류원이 단독으로 작용할 때의 전압을 구하여 합산하면 약 1.47V가 됩니다.

•

Step 1: 6A 전류원만 단독으로 작용할 때 (2A 전류원 개방) - 2A 전류원을 개방하면,

0.5Ω

과

0.4Ω

저항이 직렬로 연결되어 총

0.9Ω

이 됩니다. - 6A 전류는

0.6Ω

저항과

0.9Ω

저항으로 분배됩니다. -

0.9Ω

쪽으로 흐르는 전류

I_{1} = 6 \times \frac{0.6}{0.6 + 0.9} = 2.4 A

입니다. - 이때

0.5Ω

양단 전압

V_{1} = 2.4 \times 0.5 = 1.2 V

입니다. (왼쪽이 +, 오른쪽이 -)

•

Step 2: 2A 전류원만 단독으로 작용할 때 (6A 전류원 개방) - 6A 전류원을 개방하면,

0.6Ω

과

0.5Ω

저항이 직렬로 연결되어 총

1.1Ω

이 됩니다. - 2A 전류원이 아래로 향하므로, 전류는 접지에서 위로 올라와

1.1Ω

경로와

0.4Ω

경로로 나뉘어 흐릅니다. -

1.1Ω

경로로 흐르는 전류

I_{2} = 2 \times \frac{0.4}{1.1 + 0.4} = \frac{0.8}{1.5} = \frac{8}{15} A

입니다. - 이 전류는 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르므로,

0.5Ω

양단 전압

V_{2} = \frac{8}{15} \times 0.5 = \frac{4}{15} V \approx 0.267 V

입니다. (왼쪽이 +, 오른쪽이 -)

•

Step 3: 중첩의 원리에 의한 전체 전압 계산 - 두 전압의 극성이 같으므로 더해줍니다. -

V = V_{1} + V_{2} = 1.2 + \frac{4}{15} = \frac{18}{15} + \frac{4}{15} = \frac{22}{15} \approx 1.467 V

입니다. - 따라서 약 1.47V가 됩니다.

1.5

오답 함정 분석

병렬 저항 계산을 생략하고 단순 비례식으로 잘못 계산하거나 근사치를 잘못 적용한 오답입니다.

자주 묻는 질문

중첩의 원리를 적용할 때 전류원은 어떻게 처리하나요?

중첩의 원리를 적용할 때, 해석하지 않는 나머지 전류원은 개방(Open) 상태로 두고 회로를 해석합니다.

2A 전류원만 작용할 때 전압의 극성은 어떻게 결정되나요?

2A 전류원이 아래로 향하므로, 전류는 접지(아래쪽)에서 위로 올라와 회로를 순환합니다. 따라서

0.5Ω

저항에는 왼쪽에서 오른쪽으로 전류가 흐르게 되어, 문제에서 주어진 V의 극성(왼쪽 +, 오른쪽 -)과 일치하게 됩니다.

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