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회로에서 단자 a-b간에 V의 전위차를 인가할 때 C1의 에너지는? | [전기기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 15년 1회차
회로에서 단자 a-b간에 V의 전위차를 인가할 때 C1의 에너지는?
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해설

그림에서 C1과 C2는 서로 병렬이고, 그 병렬 조합이 C0와 직렬로 a-b 사이에 연결되어 있다.
a-b에서 본 합성 정전용량은 C=C0(C1+C2)C0+C1+C2C=\frac{C_0(C_1+C_2)}{C_0+C_1+C_2}이므로 전 회로에 실리는 전하는 Q=CVQ=CV이고, 직렬이므로 이 전하가 병렬부에도 그대로 실린다.
따라서 병렬부에 걸리는 전압은 V1=QC1+C2=C0C0+C1+C2VV_1=\frac{Q}{C_1+C_2}=\frac{C_0}{C_0+C_1+C_2}V이다.
C1에 저장되는 에너지는 W=12C1V12=C1V22(C0C0+C1+C2)2W=\frac{1}{2}C_1V_1^2=\frac{C_1V^2}{2}\left(\frac{C_0}{C_0+C_1+C_2}\right)^2이다.

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