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다음 회로에서 최대 전력전송을 위한 부하 저항값 RL[\Omega] 및… | [국회직 9급 전기이론] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[국회직 9급 전기이론] 18년 1회차
다음 회로에서 최대 전력전송을 위한 부하 저항값 RL[Ω\Omega] 및 이때 부하 저항에서 소모되는 최대 전력 Pmax[W]는?

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RL[Ω] 10, Pmax[W] 20
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RL[Ω] 10, Pmax[W] 40
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RL[Ω] 15, Pmax[W] 20
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RL[Ω] 20, Pmax[W] 20
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RL[Ω] 20, Pmax[W] 40
해설

최대전력 조건은 RL=10 ΩR_L=10\ \mathrm{\Omega}, Pmax⁡=40 WP_{\max}=40\ \mathrm{W}이다.

부하를 뗀 단자에서 테브난 등가를 구한다.
RTh=20×2020+20=10 ΩR_{Th}=\dfrac{20\times 20}{20+20}=10\ \mathrm{\Omega}
VTh=80×2020+20=40 VV_{Th}=80\times\dfrac{20}{20+20}=40\ \mathrm{V}

RL=RThR_L=R_{Th}일 때 최대전력이 전달된다.
Pmax⁡=VTh24RTh=4024×10=40 WP_{\max}=\dfrac{V_{Th}^2}{4R_{Th}}=\dfrac{40^2}{4\times 10}=40\ \mathrm{W}

  • RL=10R_L=10, Pmax⁡=20P_{\max}=20: 저항은 맞지만 최대전력이 절반으로 작다.
  • RL=15R_L=15, Pmax⁡=20P_{\max}=20: 저항이 정합값이 아니고, 이 저항의 실제 전력은 38.4 W38.4\ \mathrm{W}이다.
  • RL=20R_L=20, Pmax⁡=20P_{\max}=20: 저항이 정합값이 아니고, 이 저항의 실제 전력은 약 35.6 W35.6\ \mathrm{W}이다.
  • RL=20R_L=20, Pmax⁡=40P_{\max}=40: 전력 수치는 같지만 이 저항은 정합값이 아니다.

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