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1[전기산업기사 필기] 17년 1회차
L1[ωs(s2+ω2)]\mathcal{L}^{-1}\left[\dfrac{\omega}{s(s^2+\omega^2)}\right]은?
1
1ω(1sinωt)\dfrac{1}{\omega}(1-\sin\omega t)
2
1ω(1cosωt)\dfrac{1}{\omega}(1-\cos\omega t)
3
1s(1sinωt)\dfrac{1}{s}(1-\sin\omega t)
4
1s(1cosωt)\dfrac{1}{s}(1-\cos\omega t)
해설

주어진 상은 ωs(s2+ω2)=1sωs2+ω2\dfrac{\omega}{s(s^2+\omega^2)}=\dfrac{1}{s}\cdot\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}로 분리된다. 1/s를 곱하는 것은 시간영역에서 적분을 뜻하고, ωs2+ω2\dfrac{\omega}{s^2+\omega^2}의 역변환은 sinωt\sin\omega t이다.

따라서 f(t)=0tsinωτdτ=[1ωcosωτ]0t=1ω(1cosωt)f(t)=\int_0^t \sin\omega\tau\,d\tau=\left[-\dfrac{1}{\omega}\cos\omega\tau\right]_0^t=\dfrac{1}{\omega}\left(1-\cos\omega t\right)이다.

부분분수로 풀어도 같다. ωs(s2+ω2)=1ω(1sss2+ω2)\dfrac{\omega}{s(s^2+\omega^2)}=\dfrac{1}{\omega}\left(\dfrac{1}{s}-\dfrac{s}{s^2+\omega^2}\right)이고, 두 항의 역변환이 각각 1과 cosωt이므로 (1/ω)(1−cosωt)를 얻는다.

검산: t=0을 넣으면 (1/ω)(1−1)=0으로, 초기값 정리 limssF(s)=0\lim_{s\to\infty}sF(s)=0과 일치한다. 계수가 1/s가 아니라 1/ω이고 삼각함수가 sin이 아니라 cos이 되는 이유는 적분 과정에서 sin이 −cos으로 바뀌고 1/ω가 밖으로 나오기 때문이다.

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