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1[7급 국가직 회로이론] 22년 1회차
다음 회로에서 t<0t<0에서 정상상태에 도달하였다. t=0t=0인 순간에
스위치가 단자 A에서 B로 연결될 때, t>0t>0에서 전압 v(t)v(t)[V]는?

문제 이미지
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−30+50e−80t-30+50e^{-80t}
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−30+50e−8t-30+50e^{-8t}
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50−30e−80t50-30e^{-80t}
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50−30e−8t50-30e^{-8t}
해설

v(t)=−30+50e−80tv(t)=-30+50e^{-80t}로, 초깃값 20 V에서 최종값 −30 V로 변한다.

t<0t<0(A 연결): 40 V가 20 kΩ·20 kΩ으로 분압되어 v(0)=40×2040=20 Vv(0)=40\times\dfrac{20}{40}=20\,\mathrm{V}

t>0t>0(B 연결): 60 V 전원은 위쪽이 −이므로 오른쪽 마디의 테브난 전압은 −60×4080=−30 V-60\times\dfrac{40}{80}=-30\,\mathrm{V}, 저항은 40∥40=20 kΩ40\parallel40=20\,\mathrm{k\Omega}이다. 5 kΩ을 더한 R=25 kΩR=25\,\mathrm{k\Omega}로 τ=25×103×0.5×10−6=12.5 ms\tau=25\times10^{3}\times0.5\times10^{-6}=12.5\,\mathrm{ms}, 1/τ=801/\tau=80 → v(t)=−30+(20+30)e−80tv(t)=-30+(20+30)e^{-80t}

  • −30+50e−8t-30+50e^{-8t}: 초깃값·최종값은 맞지만 지수가 1/τ=801/\tau=80과 다르다.
  • 50−30e−80t50-30e^{-80t}: 최종값을 +50 V로 본 것으로, 60 V 전원의 극성을 무시했다.
  • 50−30e−8t50-30e^{-8t}: 극성과 시정수를 모두 잘못 본 식이다.

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