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다음 회로에서 순저항 부하 R_L[Ω]에 전달되는 최대 평균전력 P[W… | [7급 국가직 회로이론] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 회로이론] 23년 1회차
다음 회로에서 순저항 부하 RLR_L[Ω]에 전달되는 최대 평균전력 PP[W]는? (단, 인덕터를 통하여 흐르는 전류와 커패시터 양단에 걸리는 전압의 초깃값은 모두 0이다)

문제 이미지
1
12\frac{1}{2}
2
14\frac{1}{4}
3
16\frac{1}{6}
4
18\frac{1}{8}
해설

순저항 부하의 최대 전력 조건 RL=∣Zth∣=5 ΩR_L=|Z_{th}|=5\,\Omega를 쓰면 P=18 WP=\dfrac{1}{8}\,\mathrm{W}이다.

ω=1\omega=1에서 2∥j2=j42+j2=1+j2\parallel j2=\dfrac{j4}{2+j2}=1+j
Zth=1+j+2−j5=3−j4Z_{th}=1+j+2-j5=3-j4, ∣Zth∣=5 Ω|Z_{th}|=5\,\Omega

∣I∣=2∣8−j4∣=280|I|=\dfrac{2}{|8-j4|}=\dfrac{2}{\sqrt{80}}
P=12∣I∣2RL=12×480×5=18 WP=\dfrac{1}{2}|I|^2R_L=\dfrac{1}{2}\times\dfrac{4}{80}\times 5=\dfrac{1}{8}\,\mathrm{W} (전원값이 최댓값이므로 1/2을 곱한다)

  • 1/2 W는 공액정합 상한(1/6 W)보다도 커서 불가능하다.
  • 1/4 W도 공액정합 상한보다 커서 불가능하다.
  • 1/6 W는 리액턴스까지 상쇄하는 공액정합 값으로, 순저항 부하로는 얻을 수 없다.

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