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1[철도신호기사 필기] 04년 1회차
3개의 같은 저항 R[Ω]를 그림과 같이 △결선하고, 기전력 V[V], 내부저항 r[Ω]인 전지를 n개 직렬 접속했다. 이 때 전지내를 흐르는 전류가 I[A]라면 R는 몇[Ω]인가?
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해설

△결선을 두 단자에서 본 합성저항이 2R/3 이므로 R = (3/2)·n(V/I − r) 이다.

그림에서 전지 쪽은 기전력 nV와 내부저항 nr의 직렬이고, 부하 쪽은 같은 R 세 개를 △로 묶은 것을 두 꼭짓점에서 인출한 형태다. 이때 한 변의 R과 나머지 두 변의 직렬 2R이 병렬이 되어
Rab=R×2RR+2R=2R3R_{ab}=\dfrac{R\times 2R}{R+2R}=\dfrac{2R}{3} 이다.

전지에 흐르는 전류가 I이므로 nV=I(nr+2R3)nV=I\left(nr+\dfrac{2R}{3}\right) 이고,
2R3=nVI−nr=n(VI−r)\dfrac{2R}{3}=\dfrac{nV}{I}-nr=n\left(\dfrac{V}{I}-r\right)
R=32 n(VI−r) [Ω]R=\dfrac{3}{2}\,n\left(\dfrac{V}{I}-r\right)\,[\Omega]

내부저항 항의 부호를 (+)로 둔 식은 전원 내부 강하를 빼지 않은 오류이고, 계수를 2/3으로 둔 식은 2R3\dfrac{2R}{3} 를 R에 대해 풀 때 역수 3/2을 곱하지 않은 오류다.

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