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그림의 회로에서 t=∞ 일 때, 결합 인덕터에 저장되는 에너지가 0.7… | [9급 지방직 전기이론] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 전기이론] 23년 1회차
그림의 회로에서 t=∞ 일 때, 결합 인덕터에 저장되는 에너지가 0.75[J]이다. 결합계수 는? (단, u(t)는 단위계단 함수이다)
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해설

결합계수는 0.5이다.

t=∞t=\infty 정상상태에서 인덕터는 단락, 커패시터는 개방이므로 10 Ω은 단락되고, 직렬인 두 전원 전압 합으로 I=100+5015=10 AI=\dfrac{100+50}{15}=10\,\mathrm{A}가 두 코일을 위에서 아래로 흐른다.

전류가 20 mH에는 점으로 들어가고 5 mH에서는 점으로 나가므로 차동 결합이다.
W=12LeqI2=0.75⇒Leq=2×0.75102=15 mHW=\dfrac{1}{2}L_{eq}I^2=0.75\Rightarrow L_{eq}=\dfrac{2\times0.75}{10^2}=15\,\mathrm{mH}
Leq=L1+L2−2M⇒2M=25−15=10 mH, M=5 mHL_{eq}=L_1+L_2-2M\Rightarrow 2M=25-15=10\,\mathrm{mH},\ M=5\,\mathrm{mH}
k=ML1L2=520×5=0.5k=\dfrac{M}{\sqrt{L_1L_2}}=\dfrac{5}{\sqrt{20\times5}}=0.5

  • 0.1: M=1 mH, 등가 23 mH로 에너지가 1.15 J이 된다.
  • 0.8: M=8 mH, 등가 9 mH로 에너지가 0.45 J이 된다.
  • 1: M=10 mH, 등가 5 mH로 에너지가 0.25 J이 된다.

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