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1[국회직 9급 전기이론] 19년 1회차
실효값 100[V]\mathbf{100 [ \mathrm{V} ]}, 각속도 ω=10[rad/s]\mathbf{\omega = 10 [ \mathrm{rad} / s ]}인 교류 전원을 부하에 연결하였다. 이 때, 측정된 피상전력은 100[VA]\mathbf{100 [ \mathrm{VA} ]}이고, 역률각은 45°(지상)이다. 이 부하의 구성과 소자의 값으로 옳은 것은?
1
100 / 102\frac{10}{\sqrt{2}} / -
2
100 / - / 21000\frac{\sqrt{2}}{1000}
3
100 / - / 11000\frac{1}{1000}
4
1002\frac{100}{\sqrt{2}} / 102\frac{10}{\sqrt{2}} / -
5
1002\frac{100}{\sqrt{2}} / - / 21000\frac{\sqrt{2}}{1000}
해설

이 부하는 저항 1002 Ω\dfrac{100}{\sqrt{2}}\,\mathrm{\Omega}와 인덕터 102 H\dfrac{10}{\sqrt{2}}\,\mathrm{H}의 직렬 연결이다.

임피던스의 크기는 전압과 피상전력에서 구한다.
∣Z∣=V2S=1002100=100 Ω|Z|=\dfrac{V^{2}}{S}=\dfrac{100^{2}}{100}=100\,\mathrm{\Omega}

역률각 45∘45^\circ가 지상이므로 유도성이다.
R=100cos⁡45∘=1002 ΩR=100\cos45^\circ=\dfrac{100}{\sqrt{2}}\,\mathrm{\Omega}
XL=100sin⁡45∘=1002 ΩX_{L}=100\sin45^\circ=\dfrac{100}{\sqrt{2}}\,\mathrm{\Omega}
L=XLω=102 HL=\dfrac{X_{L}}{\omega}=\dfrac{10}{\sqrt{2}}\,\mathrm{H}

  • 저항 100 Ω100\,\mathrm{\Omega}와 인덕터 102 H\frac{10}{\sqrt{2}}\,\mathrm{H}: 저항과 리액턴스가 달라 역률각이 45∘45^\circ가 되지 않는다.
  • 저항 100 Ω100\,\mathrm{\Omega}와 커패시터 21000 F\frac{\sqrt{2}}{1000}\,\mathrm{F}: 용량성이라 진상이 되고 역률각도 45∘45^\circ가 아니다.
  • 저항 100 Ω100\,\mathrm{\Omega}와 커패시터 11000 F\frac{1}{1000}\,\mathrm{F}: 역률각은 45∘45^\circ이지만 진상이고 ∣Z∣|Z|가 1002 Ω100\sqrt{2}\,\mathrm{\Omega}이다.
  • 저항 1002 Ω\frac{100}{\sqrt{2}}\,\mathrm{\Omega}와 커패시터 21000 F\frac{\sqrt{2}}{1000}\,\mathrm{F}: 임피던스 크기는 맞지만 진상이다.

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