모두CBT

회로에서 정전용량 C는 초기전하가 없었다. t=0에서 스위치(K)를 닫… | [철도신호기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 17년 2회차
회로에서 정전용량 C는 초기전하가 없었다. t=0에서 스위치(K)를 닫았을 때 t=0에서의 i(t)값은?
문제 이미지
1
0.1A
2
0.2A
3
0.4A
4
1.0A
해설

정답은 0.1 A다. 초기전하가 없는 커패시터는 t=0t=0 순간 단락과 같아서 전원 전압이 모두 저항에 걸리기 때문이다.

그림의 회로는 E = 100 V 전지, 스위치 K, R = 1 kΩ, C = 1 μF 가 하나의 폐로로 직렬 연결된 RC 회로다.
과도전류는 i(t)=ERe−t/RCi(t)=\dfrac{E}{R}e^{-t/RC}이고, 여기에 t=0t=0을 대입하면
i(0)=ER=1001,000=0.1 Ai(0)=\dfrac{E}{R}=\dfrac{100}{1{,}000}=0.1\,\mathrm{A}
가 된다.

참고로 시정수는 RC=1,000×1×10−6=1 msRC = 1{,}000 \times 1\times10^{-6}=1\,\mathrm{ms}이며, 시간이 충분히 지나면 커패시터가 전원 전압까지 충전되어 전류는 0으로 수렴한다. 즉 이 회로의 전류는 스위치를 닫는 순간이 최대다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.