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다음과 같은 왜형파의 실효값(V)은? | [철도신호기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 15년 1회차
다음과 같은 왜형파의 실효값(V)은?
문제 이미지
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5√2
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10/√6
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15
4
35
해설

한 주기를 톱니 부분과 구형파 부분으로 나눠 제곱평균을 구하면 실효값은 106 V\dfrac{10}{\sqrt{6}}\ \mathrm{V}(약 4.08V) 이다.

그림의 파형은 0∼π20\sim\dfrac{\pi}{2} 구간에서 0에서 5V까지 직선으로 올라가는 톱니, π2∼π\dfrac{\pi}{2}\sim\pi 구간에서 −5V로 일정한 구형파이며 이것이 주기 π\pi 로 되풀이된다.

톱니 구간의 순시값은 v=10πtv=\dfrac{10}{\pi}t 이므로
∫0π/2(10πt)2dt=25π6\displaystyle\int_0^{\pi/2}\left(\dfrac{10}{\pi}t\right)^2dt=\dfrac{25\pi}{6}
구형파 구간은 ∫π/2π(−5)2dt=25π2\displaystyle\int_{\pi/2}^{\pi}(-5)^2dt=\dfrac{25\pi}{2} 이다.

두 값을 더해 주기 π\pi로 나누면 V2=1π(25π6+25π2)=503V^2=\dfrac{1}{\pi}\left(\dfrac{25\pi}{6}+\dfrac{25\pi}{2}\right)=\dfrac{50}{3} 이고 V=503=106 VV=\sqrt{\dfrac{50}{3}}=\dfrac{10}{\sqrt{6}}\ \mathrm{V} 이다. 구간별 실효값을 각각 53\dfrac{5}{\sqrt3}, 55로 구한 뒤 12(253+25)\sqrt{\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{25}{3}+25\right)} 로 합성해도 같은 값이 나오며, 최댓값 5V를 그대로 2\sqrt{2}로 나누는 정현파식은 이 파형에 쓸 수 없다.

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