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1[전기공사기사 필기] 18년 3회차
다음 회로는 스위치 K가 열린 상태에서 정상상태에 있었다. t=0에서 스위치를 갑자기 닿았을 때 V(0+) 및 i(0+)는?
문제 이미지
1
0V, 12.5㎃
2
50V, 0㎃
3
50V, 12.5㎃
4
50V, -12.5㎃
해설

K가 열려 있던 정상상태에서는 0.01μF 커패시터가 직류에 대해 개방과 같아 4kΩ에 전류가 흐르지 않는다(i(0−) = 0). 그러므로 10mA 정전류원의 전류는 전부 5kΩ으로 흐르고, 그 위쪽 마디의 전위는 10mA × 5kΩ = 50V가 된다. 4kΩ에는 전압강하가 없으므로 커패시터 전압도 V(0−) = 50V이다.

t = 0에서 K를 닫으면 스위치 가지가 그 마디를 아래쪽 기준도체와 단락시키므로 마디 전위는 0V로 떨어지고, 정전류원과 5kΩ은 단락으로 무력해진다. 그러나 커패시터 전압은 순시로 변할 수 없으므로 V(0+) = V(0−) = 50V를 그대로 유지한다.

이때 4kΩ 양단에는 커패시터 전압 50V가 전부 걸리므로 i(0+) = 50V ÷ 4kΩ = 12.5mA이다. 즉 V(0+) = 50V, i(0+) = 12.5㎃이며, 이후 시정수 τ = RC = 4kΩ × 0.01μF = 40μs로 지수 감쇠한다.

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