회로에서 20Ω의 저항이 소비하는 전력은 몇 W인가? | [철도신호기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

20Ω에는 2A가 흘러 소비전력은 80W이다.
그림의 구성은 27V 전압원 - 1Ω - 마디 A, 마디 A에서 접지로 4Ω, 마디 A와 마디 B 사이에 20Ω, 마디 B에서 접지로 5Ω, 그리고 마디 B에서 접지로 향하는 6A 전류원이다. 두 마디에 대해 키르히호프 전류법칙을 세우면
$\dfrac{V_A-27}{1} + \dfrac{V_A}{4} + \dfrac{V_A-V_B}{20} = 0$
$\dfrac{V_B-V_A}{20} + \dfrac{V_B}{5} + 6 = 0$
정리하면 $26V_A - V_B = 540$, $V_A = 5V_B + 120$ 이 되어 $V_B = -20\,\mathrm{V}$, $V_A = 20\,\mathrm{V}$ 이다.
따라서 20Ω에 흐르는 전류는 $I = \dfrac{20-(-20)}{20} = 2\,\mathrm{A}$ 이고,
$P = I^2 R = 2^2 \times 20 = 80\,\mathrm{W}$ 이다. 전압원과 전류원이 함께 있는 회로이므로 마디해석으로 두 마디 전압을 먼저 구하는 것이 가장 빠르다.