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1[소방설비기사(전기) 필기] 17년 3회차

그림과 같은 회로에서 단자 a, b 사이에 주파수 f(Hz)의 정현파 전압을 가했을 때 전류계 A1,A2A_1, A_2의 값이 같았다. 이 경우 f, L, C 사이의 관계로 옳은 것은?
abA₁A₂LCR

1

f=12π2LCf = \dfrac{1}{2\pi^2 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, C의 관계는 f=12πLCf=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}이다.

A1A_1은 전체 전류를, A2A_2는 R 가지의 전류만 측정한다.

병렬 3가지(L, C, R)의 전체 전류는
I=E(1R)2+(ωC1ωL)2I=E\sqrt{\left(\dfrac{1}{R}\right)^2+\left(\omega C-\dfrac{1}{\omega L}\right)^2}이고 R 가지 전류는 IR=ERI_R=\dfrac{E}{R}이다.

두 값이 같아지려면 리액턴스 성분이 상쇄되어야 하므로 ωC=1ωL\omega C=\dfrac{1}{\omega L}, 즉 병렬공진 조건 ω2=1LC\omega^2=\dfrac{1}{LC}가 성립한다.

ω=2πf\omega=2\pi f를 대입하면
f=12πLCf=\dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}이다.

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