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1[전기기사 필기] 22년 3회차

아래와 같은 전압과 전류가 어떤 회로에 걸릴 때, 이 회로에서 실제로 쓰이는 전력은 약 몇 [W]인가?

v=200sin⁡ωt+100sin⁡(3ωt+30∘)+40sin⁡(5ωt+60∘)v=200\sin\omega t+100\sin(3\omega t+30^{\circ})+40\sin(5\omega t+60^{\circ})
i=10sin⁡(ωt+60∘)+5sin⁡(3ωt−30∘)+4cos⁡5ωti=10\sin(\omega t+60^{\circ})+5\sin(3\omega t-30^{\circ})+4\cos 5\omega t
1

665

2

694

3

1330

4

1389

해설

차수가 같은 성분끼리만 유효전력을 만들며, 각 항은
Pn=VmIm2cos⁡θnP_n=\dfrac{V_mI_m}{2}\cos\theta_n
으로 구한다.

기본파는 200×102cos⁡60∘=500\dfrac{200\times10}{2}\cos60^{\circ}=500, 3차는 100×52cos⁡60∘=125\dfrac{100\times5}{2}\cos60^{\circ}=125, 5차는 cos⁡5ωt=sin⁡(5ωt+90∘)\cos5\omega t=\sin(5\omega t+90^{\circ})이므로 40×42cos⁡30∘≈69\dfrac{40\times4}{2}\cos30^{\circ}\approx69이다.
합하면 694 [W]가 된다.

여현항을 변환하지 않으면 665, 위상 차이를 무시하면 1330, 진폭을 실효값으로 잘못 보면 1389가 된다.

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