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다음과 같은 회로의 입력에 120[Vrms], 60[Hz] 정현파 신호… | [정보통신기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[정보통신기사 필기] 20년 2회차
다음과 같은 회로의 입력에 120[Vrms], 60[Hz] 정현파 신호가 인가 되었을 때, 출력에서 리플전압의 피크-피크값은 약 몇 [V]인가? (단, 다이오드에 걸리는 전압강하는 무시한다.)
문제 이미지
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11.57[V]
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12.57[V]
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13.57[V]
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14.57[V]
해설

출력 리플전압의 피크-피크값은 약 13.57[V]이다.

반파정류 후 커패시터는 한 주기 T=160 [s]T=\dfrac{1}{60}\,[s] 동안 부하저항으로 지수 방전하므로 Vr=Vp(1−e−T/RLC)V_r=V_p\left(1-e^{-T/R_LC}\right)이다. 입력 최대값 Vp=1202≈169.7 [V]V_p=120\sqrt{2}\approx169.7\,[V], 시정수 RLC=2000×100×10−6=0.2 [s]R_LC=2000\times100\times10^{-6}=0.2\,[s]이므로 TRLC=1/600.2≈0.0833\dfrac{T}{R_LC}=\dfrac{1/60}{0.2}\approx0.0833, Vr=169.7×(1−e−0.0833)≈169.7×0.0800≈13.57 [V]V_r=169.7\times\left(1-e^{-0.0833}\right)\approx169.7\times0.0800\approx13.57\,[V]가 된다. 직선 방전 근사식 Vr≈VpfRLC=169.712≈14.14 [V]V_r\approx\dfrac{V_p}{fR_LC}=\dfrac{169.7}{12}\approx14.14\,[V]는 방전 곡선을 직선으로 본 과대값이다.

  • 11.57[V]는 지수 방전식 결과보다 2[V]나 작아 계산값과 맞지 않는다.
  • 12.57[V]는 시정수 0.2[s], 방전 시간 1/60[s]로 구한 13.57[V]보다 1[V] 작아 맞지 않는다.
  • 14.57[V]는 직선 근사 상한(약 14.14[V])보다도 커서 실제 리플이 될 수 없다.

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