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1[7급 국가직 회로이론] 25년 1회차
다음 회로에서 스위치가 t=0t=0 [sec]에서 열린다. t>0t\gt 0 [sec]에서 커패시터 양단전압이 vc(t)=3e−0.25tv_c(t)=3e^{-0.25t} [V]가 되는 직류 전압원의 크기 ViV_i [V]는? (단, t<0t\lt 0 [sec]에서 회로는 정상상태이다)

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해설

전압원은 Vi=5 VV_i=5\ \mathrm{V}이다.

t>0t\gt 0에서는 2 [Ω]과 2 [F]만 남아 τ=RC=4 s\tau=RC=4\ \mathrm{s}, 즉 e−0.25te^{-0.25t}로 감쇠하므로 초기전압 3 [V]만 맞추면 된다.

t<0t\lt 0 정상상태(커패시터 개방)에서 상단 마디 KCL:
Vi−vc4+1=vc2 ⇒ vc(0)=Vi+43\dfrac{V_i-v_c}{4}+1=\dfrac{v_c}{2}\ \Rightarrow\ v_c(0)=\dfrac{V_i+4}{3}
Vi+43=3 ⇒ Vi=5 V\dfrac{V_i+4}{3}=3\ \Rightarrow\ V_i=5\ \mathrm{V}

  • 6 [V]이면 초기전압이 103 V\dfrac{10}{3}\ \mathrm{V}가 된다.
  • 7 [V]이면 초기전압이 113 V\dfrac{11}{3}\ \mathrm{V}가 된다.
  • 8 [V]이면 초기전압이 4 [V]가 된다.

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