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아래 회로에서 스위치 S를 t=0에 닫았다. 닫은 지 4초가 지난 순간… | [전기기사 필기] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 24년 1회차
아래 회로에서 스위치 SSt=0t=0에 닫았다. 닫은 지 44초가 지난 순간의 전류값은 약 몇 [A]인가? (단, V=24V=24[V], R=2R=2[Ω], L=4L=4[H]이다.)
VSLRi(t)
1
1.6
2
10.4
3
7.6
4
12.0
해설

인덕터와 저항이 한 줄로 놓인 회로에 직류를 걸면 전류는 i(t)=VR(1et/τ)i(t)=\dfrac{V}{R}\left(1-e^{-t/\tau}\right)를 따라 자란다. 여기서 시정수는 τ=LR=42=2\tau=\dfrac{L}{R}=\dfrac{4}{2}=2[s]이고 최종 도달값은 VR=242=12\dfrac{V}{R}=\dfrac{24}{2}=12[A]다.

주어진 시각은 시정수의 두 배에 해당하므로 i=12(1e2)=12×0.864710.38i=12\left(1-e^{-2}\right)=12\times0.8647\approx10.38, 반올림하면 약 10.4[A]다.

역산 검산 — 110.3812=0.1353=et/τ1-\dfrac{10.38}{12}=0.1353=e^{-t/\tau}에서 tτ=ln10.1353=2\dfrac{t}{\tau}=\ln\dfrac{1}{0.1353}=2, 곧 t=2τ=4t=2\tau=4[s]로 주어진 시각이 그대로 복원된다. 12.0 은 충분히 오래 둔 뒤의 값, 7.6 은 시정수를 4[s]로 잘못 본 값, 1.6 은 1e21-e^{-2} 대신 e2e^{-2}를 쓴 값이다.

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