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그림의 회로에서 출력전압 V0는 입력전압 Vi와 비교할 때 위상 변화는? | [전기산업기사 필기] 2021년 3회 기출복원 모의고사 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 2021년 3회 기출복원 모의고사
그림의 회로에서 출력전압 V0는 입력전압 Vi와 비교할 때 위상 변화는?
문제 이미지
1
위상이 뒤진다.
2
위상이 앞선다.
3
동상이다.
4
낮은 주파수에서는 위상이 뒤떨어지고 높은 주파수에서는 앞선다.
해설

출력 전압은 모든 주파수에서 입력에 비해 위상이 뒤진다.

그림은 R1 이 직렬로 있고 R2–C2 직렬이 출력 쪽에 병렬인 회로이다.
VoVi=R2+1jωC2R1+R2+1jωC2=1+jωC2R21+jωC2(R1+R2)\dfrac{V_o}{V_i}=\dfrac{R_2+\frac{1}{j\omega C_2}}{R_1+R_2+\frac{1}{j\omega C_2}}=\dfrac{1+j\omega C_2R_2}{1+j\omega C_2(R_1+R_2)}

위상각 θ=tan⁡−1(ωC2R2)−tan⁡−1(ωC2(R1+R2))\theta=\tan^{-1}(\omega C_2R_2)-\tan^{-1}\left(\omega C_2(R_1+R_2)\right) 는 분모의 시정수가 더 커서 항상 음수이다. 이 회로는 지상(뒤짐) 보상 회로이다.

  • 위상이 앞선다면 분자 시정수가 분모에 비해 커야 하는데, 이 회로는 R1 때문에 분모가 더 크다.
  • 동상이 되려면 R1=0 이어야 하는데 직렬 R1 이 있다.
  • 주파수에 따라 뒤짐에서 앞섬으로 바뀌는 일은 없다. 위 위상식은 모든 주파수에서 음수이다.

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