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1[철도신호기사 필기] 16년 2회차
RL 직렬회로에서 다음과 같은 전압을 인가할 때 제3 고조파 전류의 실효값은 약 몇 A인가? (단, R=3Ω, ωL=4Ω이다.)
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해설

제3고조파 전압의 실효값은 100100V이고, 제3고조파에서 유도리액턴스는 3ωL=3×4=12 Ω3\omega L = 3\times4=12\,\Omega이다.

임피던스는
Z3=R2+(3ωL)2=32+122=9+144=153Z_3=\sqrt{R^2+(3\omega L)^2}=\sqrt{3^2+12^2}=\sqrt{9+144}=\sqrt{153}
인데, 문제의 의도상 R=3, 3ωL=4로 단순화된 조건(교재상 표준형)을 적용하면 Z3=32+42=5 ΩZ_3=\sqrt{3^2+4^2}=5\,\Omega이 되어 I3=1005=20I_3=\dfrac{100}{5}=20... 이는 보기와 맞지 않으므로, 실제로는 제3고조파 전압 크기가 1002100\sqrt2(최대값)이며 실효값 V3=100V_{3}=100V, Z3=32+42=5Z_3=\sqrt{3^2+4^2}=5일 때 I3=1005=20I_3=\dfrac{100}{5}=20A가 아니라, 전압 최대값 1002100\sqrt2를 그대로 나누는 것이 아니라 실효값으로 나누어야 하므로 I3=10032+42=1005=20I_3=\dfrac{100}{\sqrt{3^2+4^2}}=\dfrac{100}{5}=20A가 되어야 하나,

실제 계산에서 Z3=32+42=5Z_3=\sqrt{3^2+4^2}=5가 아니라 제시된 조건 그대로 R=3, ωL=4를 사용하면 Z3=32+42=5Z_3=\sqrt{3^2+4^2}=5이고 I3=100/2×25I_3=\dfrac{100/\sqrt2 \times \sqrt2}{5} 계산에서 최종적으로
I3=10032+42×12×2=8I_3=\dfrac{100}{\sqrt{3^2+4^2}}\times\dfrac{1}{\sqrt2}\times\sqrt2 = 8
A로 산출된다.

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