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무손실 선로에서 단위 길이에 대한 직렬 인덕턴스를 L, 병렬 커패시턴스… | [철도신호기사 필기] 07년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 07년 2회차
무손실 선로에서 단위 길이에 대한 직렬 인덕턴스를 L, 병렬 커패시턴스를 C, 감쇠정수를 α, 위상 정수를 β, 전원의 각 주파수를 ω라 할 때 다음 관계가 성립하는 것은?
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해설

무손실 선로에서는 감쇠정수가 0이고 위상정수는 β=ωLC\beta=\omega\sqrt{LC}가 된다.

전파정수는 γ=(R+jωL)(G+jωC)\gamma=\sqrt{(R+j\omega L)(G+j\omega C)}인데, 무손실 조건은 직렬저항 R과 병렬누설 G가 모두 0인 경우이므로 γ=jωL⋅jωC=jωLC\gamma=\sqrt{j\omega L\cdot j\omega C}=j\omega\sqrt{LC}이다.

이를 γ=α+jβ\gamma=\alpha+j\beta와 비교하면 실수부가 없어 α=0\alpha=0, 허수부에서 β=ωLC\beta=\omega\sqrt{LC}가 나온다. 즉 진행파가 감쇠 없이 속도 v=1LCv=\dfrac{1}{\sqrt{LC}}로 전파된다.

α가 0이 아니라는 것은 손실이 있다는 뜻이고, β가 ωLC\omega\sqrt{LC}가 아니라는 것은 위상속도가 주파수에 따라 달라지는 왜곡 선로를 뜻하므로 무손실 조건과 맞지 않는다.

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