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1[전기기능장 필기] 14년 1회차
그림과 같은 회로에서 i = Im sin wt[A]일 때 개방된 2차 단자에 나타나는 유기 기전력은 얼마인가?
문제 이미지
1
wMI2mcos(wt+90°)
2
wMImsinwt
3
-wMImcoswt
4
wMI2msin(wt-90°)
해설

개방된 2차 단자의 유기 기전력은 −ωMImcos⁡ωt-\omega MI_{m}\cos\omega t 이다.

그림에서 1차 전류 i1 은 L1 의 점(위쪽) 단자로 들어가고, L2 의 점은 아래쪽 단자에 찍혀 있으며 e2 의 + 는 위쪽 단자(점이 없는 쪽)이다. 점 단자로 전류가 들어갈 때 상대 코일의 점 단자가 + 가 되므로, 위쪽을 + 로 잡은 e2 는 부호가 반대가 된다.
e2=−Mdidt=−Mddt(Imsin⁡ωt)=−ωMImcos⁡ωte_{2}=-M\dfrac{di}{dt}=-M\dfrac{d}{dt}(I_{m}\sin\omega t)=-\omega MI_{m}\cos\omega t

  • "wMI 2 m cos(wt+90°)"는 cos⁡(ωt+90∘)=−sin⁡ωt\cos(\omega t+90^{\circ})=-\sin\omega t 로 전류와 반대 위상의 sin 파가 되어, 미분에 따른 cos 변화가 빠졌다.
  • "wMI m sinwt"는 전류와 같은 위상의 sin 파로, 미분(didt\tfrac{di}{dt})에 따른 cos 변화와 점 표시에 따른 음의 부호가 모두 빠졌다.
  • "wMI 2 m sin(wt-90°)"는 sin⁡(ωt−90∘)=−cos⁡ωt\sin(\omega t-90^{\circ})=-\cos\omega t 로 위상은 맞지만, 크기 표기에 "2"가 더 붙어 있어 기전력 최대값 ωMIm\omega MI_{m} 과 같지 않다.

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