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최대값이 Em인 반파 정류 정현파의 실효값은 몇 V인가? | [전기기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 18년 1회차
최대값이 Em인 반파 정류 정현파의 실효값은 몇 V인가?
1
2Emπ\dfrac{2E_m}{\pi}
2
2Em\sqrt{2}E_m
3
Em2\dfrac{E_m}{\sqrt{2}}
4
Em2\dfrac{E_m}{2}
해설

실효값은 한 주기 동안 제곱의 평균에 제곱근을 취한 값이다. 반파 정류 정현파는 0∼π0\sim\pi에서는 Emsin⁡ωtE_m\sin\omega t, π∼2π\pi\sim2\pi에서는 0이므로
E=12π∫0π(Emsin⁡ωt)2d(ωt)E=\sqrt{\dfrac{1}{2\pi}\int_0^{\pi}(E_m\sin\omega t)^2d(\omega t)}
sin⁡2ωt=1−cos⁡2ωt2\sin^2\omega t=\dfrac{1-\cos2\omega t}{2}를 쓰면 ∫0πsin⁡2ωt d(ωt)=π2\int_0^{\pi}\sin^2\omega t\,d(\omega t)=\dfrac{\pi}{2}이므로
E=Em22π⋅π2=Em24=Em2E=\sqrt{\dfrac{E_m^2}{2\pi}\cdot\dfrac{\pi}{2}}=\sqrt{\dfrac{E_m^2}{4}}=\dfrac{E_m}{2}
따라서 실효값은 Em2\dfrac{E_m}{2} [V]이다.
적분 구간은 반주기뿐이지만 평균은 한 주기 2π2\pi로 나누므로 전파 정현파의 Em2\dfrac{E_m}{\sqrt{2}}보다 12\dfrac{1}{\sqrt{2}}배 작아진다. 한편 2Emπ\dfrac{2E_m}{\pi}은 전파 정류파의 평균값이다.

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