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1[전기기사 필기] 23년 3회차
인덕턴스가 각각 6[H]6[\mathrm{H}], 24[H]24[\mathrm{H}]인 두 코일을 하나의 자성체 코어에 서로 깎아내는 방향이 되도록 감아 직렬로 이었다. 여기에 4[A]4[\mathrm{A}]를 흘릴 때 저장되는 에너지는 몇 [J][\mathrm{J}]인가? (단, 결합계수는 0.750.75이다.)
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48
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240
3
96
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384
해설

두 코일의 자속이 서로 상쇄되도록 이었으므로 합성값은 L=L1+L2−2ML=L_1+L_2-2M이다. 상호분은 M=kL1L2=0.75×6×24=0.75×12=9[H]M=k\sqrt{L_1L_2}=0.75\times\sqrt{6\times24}=0.75\times12=9[\mathrm{H}]이므로 L=6+24−2×9=12[H]L=6+24-2\times9=12[\mathrm{H}]다.

따라서 W=12LI2=12×12×42=96[J]W=\dfrac{1}{2}LI^{2}=\dfrac{1}{2}\times12\times4^{2}=96[\mathrm{J}]가 된다.

독립 역산 — 합성값을 쓰지 않고 각 코일이 따로 품는 몫에서 상호분을 빼는 경로로 세면 W=12L1I2+12L2I2−MI2=48+192−144=96[J]W=\dfrac{1}{2}L_1I^{2}+\dfrac{1}{2}L_2I^{2}-MI^{2}=48+192-144=96[\mathrm{J}]로 같은 값이 나온다. 거꾸로 L=2WI2=2×9616=12[H]L=\dfrac{2W}{I^{2}}=\dfrac{2\times96}{16}=12[\mathrm{H}]가 복원된다.

384는 자속이 서로 돕는 방향으로 감았을 때(L=48L=48), 240은 상호분을 아예 빼먹은 값(L=30L=30), 48은 결합계수를 1 로 보아 M=12M=12로 잡았을 때(L=6L=6) 나오는 값이다.

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