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1[국회직 9급 전자공학개론] 20년 1회차
다음 회로에서 스위치가 오랫동안 닫혀있다가 t = 0[sec]에서 열린다고 할 때 전류 i(t)의 값[A]은? (단, t>0이다)
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66․e−10te^{- 10 t}
2
4+2․e−2te^{- 2 t}
3
2+4․e−2te^{- 2 t}
4
4+2․e−10te^{- 10 t}
5
2+4․e−10te^{- 10 t}
해설

전류는 i(t)=4+2e−10t Ai(t)=4+2e^{-10t}\,\mathrm{A}이다.

초기값: 스위치가 오래 닫혀 있으면 인덕터는 단락이고 5 Ω5\,\mathrm{\Omega}도 스위치로 단락되므로, 6 A6\,\mathrm{A}가 전부 인덕터로 흐른다. 전류는 연속이므로 i(0)=6 Ai(0)=6\,\mathrm{A}이다.

최종값과 시정수: 스위치가 열리면 10 Ω10\,\mathrm{\Omega}과 5 Ω5\,\mathrm{\Omega} 가지가 병렬로 전류를 나눈다.
i(∞)=6×1010+5=4 Ai(\infty)=6\times\dfrac{10}{10+5}=4\,\mathrm{A}
τ=LR=1.510+5=0.1 s\tau=\dfrac{L}{R}=\dfrac{1.5}{10+5}=0.1\,\mathrm{s}
i(t)=4+(6−4)e−t/0.1=4+2e−10ti(t)=4+(6-4)e^{-t/0.1}=4+2e^{-10t}

  • 6e−10t6e^{-10t}: 최종값이 0이 되는데, 전류원이 남아 있어 전류가 사라지지 않는다.
  • 4+2e−2t4+2e^{-2t}: 감쇠율 2는 저항이 3 Ω3\,\mathrm{\Omega}일 때의 값으로, 시정수가 틀렸다.
  • 2+4e−2t2+4e^{-2t}: 최종값과 감쇠율이 모두 틀렸다.
  • 2+4e−10t2+4e^{-10t}: 전류 분배 비를 뒤집어 최종값을 2 A2\,\mathrm{A}로 잡은 식이다.

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