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그림과 같은 RC회로에 단위 계단전압을 가하면 출력전압은? | [철도신호기사 필기] 14년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 14년 1회차
그림과 같은 RC회로에 단위 계단전압을 가하면 출력전압은?
문제 이미지
1
아무 전압도 나타나지 않는다.
2
처음부터 계단전압이 나타난다.
3
계단전압에서 지수적으로 감쇠한다.
4
0부터 상승하여 계단전압에 이른다.
해설

출력전압은 0에서 지수적으로 상승해 계단전압에 이른다.

그림은 입력 Vi(t)V_i(t) 에 대해 R 을 직렬로 두고 C 양단에서 출력 Vo(t)V_o(t) 을 뽑는 구조, 즉 RC 적분회로(저역통과회로)다.

콘덴서 전압은 순간적으로 변할 수 없으므로 Vo(0)=0V_o(0)=0 에서 출발하고, 이후 Vo(t)=E(1−e−t/RC)V_o(t)=E\left(1-e^{-t/RC}\right) 로 증가해 시상수 τ = RC 에 따라 계단전압 E 에 접근한다.

만약 R 과 C 의 자리를 바꿔 R 양단에서 출력을 뽑으면 Vo(t)=Ee−t/RCV_o(t)=Ee^{-t/RC} 가 되어 계단전압에서 지수적으로 감쇠하는 미분회로가 된다. 이 그림은 출력을 C 에서 뽑으므로 그 반대 거동을 보인다.

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