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1[소방설비기사(전기) 필기] 25년 2회차

그림과 같은 회로에서 단자 a,ba, b 사이에 주파수 f(Hz)f(Hz)의 정현파 전압을 가했을 때 전류계 A1,A2A_1, A_2의 값이 같았다. 이 경우 f,L,Cf, L, C 사이의 관계로 옳은 것은?
abA1A2LRC

1

f=1LCf=\dfrac{1}{LC}

2

f=12π2LCf=\dfrac{1}{\sqrt{2\pi^2 LC}}

3

f=12πLCf=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}

4

f=14πLCf=\dfrac{1}{4\pi\sqrt{LC}}

해설

f, L, C 사이의 관계로 옳은 것은
f=12πLCf=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}
이다.

회로는 L, R(전류계 A2A_2 포함), C 세 가지가 단자 a,b 사이에 병렬로 접속된 형태이며, A1A_1은 전체 전류, A2A_2는 저항 R 가지의 전류를 지시한다.

전체 전류는
I˙=I˙R+j(IC−IL)\dot I=\dot I_R+j(I_C-I_L)
이므로 ∣I˙∣=∣I˙R∣|\dot I|=|\dot I_R|, 즉 두 전류계 지시가 같아지려면 무효분이 상쇄되어야 한다.

따라서 IL=ICI_L=I_C → VωL=ωCV\dfrac{V}{\omega L}=\omega C V
이므로 ω2=1LC\omega^2=\dfrac{1}{LC}, 2πf=1LC2\pi f=\dfrac{1}{\sqrt{LC}}
이 되어 병렬공진 조건이 성립한다.

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