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1[철도신호기사 필기] 18년 1회차
다음 회로는 스위치 K가 열린 상태에서 정상상태에 있었다. t=0에서 스위치를 갑자기 닫았을 때 V(0+) 및 i(0+)는?
문제 이미지
1
0V, 12.5 mA
2
50V, 0 mA
3
50V, 12.5 mA
4
50V, -12.5 mA
해설

스위치를 닫는 순간에도 커패시터 전압은 변할 수 없으므로 V(0+)=50 V이고, 4kΩ 양단에 그 50V가 그대로 걸려 i(0+)=12.5 mA가 흐른다.

K가 열린 정상상태에서는 0.01μF 커패시터가 개방으로 동작해 4kΩ에는 전류가 흐르지 않는다. 따라서 10mA 전류원의 전류는 전부 5kΩ으로 흘러 그 마디 전압이 10 mA×5 kΩ=50 V10\,\mathrm{mA}\times5\,\mathrm{k}\Omega=50\,\mathrm{V}가 되고, 4kΩ의 전압강하가 0이므로 커패시터도 50V로 충전된 상태이다.

t=0에서 K를 닫으면 그 마디가 단락되어 마디 전압은 0이 된다. 그러나 커패시터 전압은 순간적으로 변하지 못하므로 V(0+)=V(0−)=50 V가 그대로 유지된다.

이때 4kΩ의 한쪽은 50V, 다른 쪽은 0V이므로
i(0+)=504×103=12.5×10−3 A=12.5 mAi(0^{+})=\dfrac{50}{4\times10^{3}}=12.5\times10^{-3}\,\mathrm{A}=12.5\,\mathrm{mA}

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