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e_i(t)=Ri(t)+L\dfrac{di(t)}{dt}+\dfrac{… | [전기산업기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기산업기사 필기] 20년 2회차
ei(t)=Ri(t)+Ldi(t)dt+1C∫i(t)dte_i(t)=Ri(t)+L\dfrac{di(t)}{dt}+\dfrac{1}{C}\int i(t)dt에서 모든 초기 값을 0으로 하고 라플라스 변환했을 때 I(s)는? (단, I(s), Ei(s)는 i(t), ei(t)를 라플라스 변환한 것이다.)
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CsLCs2+RCs+1Ei(s)\dfrac{Cs}{LCs^2+RCs+1}E_i(s)
2
1R+Ls+1CsEi(s)\dfrac{1}{R+Ls+\dfrac{1}{C}s}E_i(s)
3
1s2+LRs+1LCEi(s)\dfrac{1}{s^2+\dfrac{L}{R}s+\dfrac{1}{LC}}E_i(s)
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(R+Ls+1Cs)Ei(s)(R+Ls+\dfrac{1}{Cs})E_i(s)
해설

주어진 식 ei(t)=Ri(t)+Ldi(t)dt+1C∫i(t)dte_i(t)=Ri(t)+L\dfrac{di(t)}{dt}+\dfrac{1}{C}\int i(t)dt 는 R-L-C 직렬회로의 전압방정식이다. 초기값이 모두 0이므로 미분은 s를, 적분은 1/s를 곱하는 것으로 그대로 바뀐다.

라플라스 변환하면 Ei(s)=(R+Ls+1Cs)I(s)E_i(s)=\left(R+Ls+\dfrac{1}{Cs}\right)I(s) 이고, 괄호 안이 곧 직렬 임피던스 Z(s)이다. 인덕턴스는 Ls, 커패시턴스는 1/(Cs)로 대응한다는 점이 핵심이다.

따라서 I(s)=Ei(s)R+Ls+1Cs=CsLCs2+RCs+1Ei(s)I(s)=\dfrac{E_i(s)}{R+Ls+\dfrac{1}{Cs}}=\dfrac{Cs}{LCs^{2}+RCs+1}E_i(s) 로, 분모·분자에 Cs를 곱해 정리하면 분자가 Cs, 분모가 LCs²+RCs+1인 형태가 된다.

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