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1[9급 지방직 고졸경채 전기이론] 18년 1회차
비정현파 회로의 전압 v(t)와 전류 i(t)가 다음과 같은 경우, 이 회로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
v(t)=sin⁡ωt+2sin⁡3ωt+3sin⁡5ωtv(t) = \sin\omega t + 2\sin3\omega t + 3\sin5\omega t[V]
i(t)=2sin⁡(ωt−π6)+32sin⁡(2ωt−π4)+2sin⁡(3ωt−π3)i(t) = 2\sin(\omega t - \frac{\pi}{6}) + 3\sqrt{2}\sin(2\omega t - \frac{\pi}{4}) + 2\sin(3\omega t - \frac{\pi}{3})[A]
1
전압 v(t)와 전류 i(t) 파형을 푸리에 급수(Fourier series)로 전개할 수 있다.
2
전류의 실횻값은 13\sqrt{13} [A]이다.
3
소비전력은 3+92\frac{\sqrt{3}+9}{2} [W]이다.
4
전압의 실횻값은 7\sqrt{7} [V]이다.
해설

옳지 않은 설명은 소비전력이 3+92 W\frac{\sqrt{3}+9}{2}\ \mathrm{W}라는 것이다. 실제 소비전력은 3+22 W\frac{\sqrt{3}+2}{2}\ \mathrm{W}이다.

비정현파 전력은 같은 주파수 성분끼리만 계산해 더한다(기본파·3고조파만 공통).

P1=1×22cos⁡π6=32P_1=\dfrac{1\times2}{2}\cos\dfrac{\pi}{6}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}
P3=2×22cos⁡π3=1P_3=\dfrac{2\times2}{2}\cos\dfrac{\pi}{3}=1
P=32+1=3+22 WP=\dfrac{\sqrt{3}}{2}+1=\dfrac{\sqrt{3}+2}{2}\ \mathrm{W}

  • 주기적인 비정현파는 푸리에 급수로 전개할 수 있다(옳음).
  • 전류 실횻값: 22+(32)2+222=13 A\sqrt{\frac{2^2+(3\sqrt{2})^2+2^2}{2}}=\sqrt{13}\ \mathrm{A}(옳음).
  • 전압 실횻값: 12+22+322=7 V\sqrt{\frac{1^2+2^2+3^2}{2}}=\sqrt{7}\ \mathrm{V}(옳음).

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