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그림과 같은 회로에서 단자 a,b간에 주파수 f(Hz)의 정현파 전압을… | [공조냉동기계기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[공조냉동기계기사 필기] 16년 1회차
그림과 같은 회로에서 단자 a,b간에 주파수 f(Hz)의 정현파 전압을가했을 때, 전류값 A1과 A2의 지시가 같았다면 f, L, C간의 관계는?
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해설

그림에서 A1A_1은 단자 a로 들어오는 전체 전류 경로에 직렬로 놓여 있고, 그 뒤 같은 두 절점 사이에 L과 C의 병렬 조합, 그리고 R과 A2A_2가 직렬로 된 가지가 나란히 붙어 있다. 따라서 A1A_1은 L·C 병렬부 전류와 R 가지 전류의 합을, A2A_2는 R 가지 전류만을 지시한다.

L·C 병렬부에는 저항 성분이 없어 그 전류는 인가전압과 90∘90^{\circ} 위상차를 가지므로, 두 계기의 지시는 ∣A1∣=IR2+ILC2|A_1| = \sqrt{I_R^{2} + I_{LC}^{2}} 관계가 된다. 두 지시가 같아지는 조건은 ILC=0I_{LC} = 0, 즉 L·C 병렬부의 합성 임피던스가 무한대가 되는 경우뿐이다.

이것이 병렬 공진 조건이다. ωL=1ωC\omega L = \frac{1}{\omega C}에서 ω2LC=1\omega^{2}LC = 1, ω=1LC\omega = \frac{1}{\sqrt{LC}}이므로 f=12πLCf = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}이다.

따라서 f, L, C 사이의 관계는 f=12πLCf = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}로 주어진다. 2π2\pi가 분모에 오는 형태임을 놓치지 않아야 한다.

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