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다음 회로에서 t 구간에 스위치는 닫혀서 정상상태를유지하다가, t=0인… | [7급 국가직 회로이론] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 회로이론] 21년 1회차
다음 회로에서 t<0t<0 구간에 스위치는 닫혀서 정상상태를
유지하다가, t=0t=0인 시점에 순간적으로 스위치가 개방되었다.
t>0t>0 구간에서, 전압 v(t)v(t) [V]는?

문제 이미지
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18e−t−2e−9t18e^{-t}-2e^{-9t}
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2e−t−18e−9t2e^{-t}-18e^{-9t}
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−2e−t+18e−9t-2e^{-t}+18e^{-9t}
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−18e−t+2e−9t-18e^{-t}+2e^{-9t}
해설

전압은 v(t)=18e−t−2e−9t Vv(t)=18e^{-t}-2e^{-9t}\,\mathrm{V}이다.

t<0t<0 정상상태: 인덕터 단락·커패시터 개방이므로 i(0)=0i(0)=0, v(0)=24×2412+24=16 Vv(0)=24\times\dfrac{24}{12+24}=16\,\mathrm{V}

t>0t>0: 24 Ω·6 Ω·3 H·1/27 F의 직렬 RLC 무전원 회로.
s2+303s+13×127=s2+10s+9=0⇒s=−1,−9s^2+\dfrac{30}{3}s+\dfrac{1}{3\times\frac{1}{27}}=s^2+10s+9=0\Rightarrow s=-1,-9

초기조건 A+B=16A+B=16, dvdt(0)=i(0)C=0⇒−A−9B=0\dfrac{dv}{dt}(0)=\dfrac{i(0)}{C}=0\Rightarrow -A-9B=0
A=18,  B=−2A=18,\;B=-2

  • 2e−t−18e−9t2e^{-t}-18e^{-9t}: v(0)=−16v(0)=-16이 되어 초깃값과 맞지 않는다.
  • −2e−t+18e−9t-2e^{-t}+18e^{-9t}: v(0)=16v(0)=16이지만 초기 기울기가 0이 아니다.
  • −18e−t+2e−9t-18e^{-t}+2e^{-9t}: v(0)=−16v(0)=-16이 되어 초깃값과 맞지 않는다.

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