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R, L, C가 서로 직렬로 연결되어 있는 회로에서 양단의 전압과 전류… | [승강기기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[승강기기사 필기] 21년 2회차
R, L, C가 서로 직렬로 연결되어 있는 회로에서 양단의 전압과 전류의 위상이 동상이 되는 조건은?
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ω=LC
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ω=L2C
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해설

직렬 공진 상태, 즉 유도 리액턴스와 용량 리액턴스가 서로 상쇄되어 회로가 순저항처럼 보일 때 전압과 전류가 동상이 되므로, 조건은 ω=1LC\omega = \dfrac{1}{\sqrt{LC}}이다.

R-L-C 직렬회로의 임피던스는 Z=R+j(ωL−1ωC)Z = R + j\left(\omega L - \dfrac{1}{\omega C}\right)이고 위상차는 허수부가 결정한다.
위상차가 0이려면 ωL=1ωC\omega L = \dfrac{1}{\omega C}여야 하고,
정리하면 ω2=1LC\omega^2 = \dfrac{1}{LC} 이므로 ω=1LC\omega = \dfrac{1}{\sqrt{LC}}이다.

제곱근이 없는 ω=LC\omega = LC·ω=L2C\omega = L^2 C·ω=1LC\omega = \dfrac{1}{LC} 형태는 각속도의 단위(rad/s)조차 맞지 않아 조건식이 될 수 없다. 공진주파수 f0=12πLCf_0 = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}와 마찬가지로 LC의 곱이 제곱근 안에 들어간다는 형태로 기억하면 된다.

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