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그림과 같은 회로에서 스위치 S를 닫을 때 t초 후의 R에 걸리는 전압… | [전기기능장 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기능장 필기] 16년 1회차
그림과 같은 회로에서 스위치 S를 닫을 때 t초 후의 R에 걸리는 전압은?
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해설

스위치 S를 닫은 뒤 t초 후 R에 걸리는 전압은 Ee−1CRtEe^{-\frac{1}{CR}t} 이다.

그림은 직류 전원 E, 스위치 S, 저항 R, 콘덴서 C 가 직렬로 연결된 RC 충전 회로이다. 충전 전류와 저항 전압은 다음과 같다.
i(t)=ERe−tRC,vR=Ri(t)=Ee−tRCi(t)=\dfrac{E}{R}e^{-\frac{t}{RC}},\quad v_R=Ri(t)=Ee^{-\frac{t}{RC}}
닫는 순간 C 전압이 0 이므로 R 전압은 E 에서 시작해 시정수 RC 로 감소한다.

  • 지수가 −CRt-\frac{C}{R}t 이고 앞에 E 만 곱한 보기는 틀리다. 시정수는 RC 이므로 지수는 −tRC-\frac{t}{RC} 여야 한다.
  • 괄호 안이 1−e−CRt1-e^{-\frac{C}{R}t} 인 보기는 틀리다. t=0 에서 0 이 되어 닫는 순간 R 전압이 E 라는 조건과 맞지 않고 지수도 틀렸다.
  • 괄호 안이 1−e−1RCt1-e^{-\frac{1}{RC}t} 인 보기는 틀리다. 이 식은 콘덴서 C 에 걸리는 전압 vCv_C 이며, t=0 에서 0 이다.

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