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1[철도신호기사 필기] 11년 1회차
그림과 같은 회로에 t = 0에서 S를 닫을 때의 방전 과도전류 i(t) [A]는?
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해설

방전 과도전류는 i(t)=QRCe−tRC [A]i(t)=\dfrac{Q}{RC}e^{-\frac{t}{RC}}\,[\mathrm{A}]이다.

그림은 전하 QQ가 축적된 커패시터 CC와 저항 RR, 스위치 SS만으로 이루어진 전원이 없는 RC 방전 회로이다. 스위치를 닫는 순간 커패시터에 걸려 있던 초기 전압은 V0=QCV_0=\dfrac{Q}{C}이다.

이때 회로에는 저항 RR만 있으므로 초기 전류는 i(0)=V0R=QRCi(0)=\dfrac{V_0}{R}=\dfrac{Q}{RC}이고, 전류는 시정수 τ=RC\tau=RC로 지수 감쇠한다.
i(t)=V0Re−tRC=QRCe−tRCi(t)=\dfrac{V_0}{R}e^{-\frac{t}{RC}}=\dfrac{Q}{RC}e^{-\frac{t}{RC}}

충전이 아니라 방전이므로 (1−e−t/RC)\left(1-e^{-t/RC}\right) 형태가 아니라 순수한 지수 감쇠 형태가 되며, 계수도 Q/CQ/C나 Q/RQ/R가 아니라 Q/RCQ/RC라는 점을 확인해야 한다.

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