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R-C직렬 회로망에서 스위치 S가 t=0 일 때 닫혔다고 하면 전류 i… | [전자기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 19년 1회차
R-C직렬 회로망에서 스위치 S가 t=0 일 때 닫혔다고 하면 전류 i(t)는? (단, 콘덴서에는 초기 전하가 없었다.)
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해설

전류는 i(t)=VRe−tRCi(t)=\dfrac{V}{R}e^{-\frac{t}{RC}} 이다.

그림은 전지 VV, 스위치 S, 저항 RR, 콘덴서 CC 가 직렬인 회로이다. 키르히호프 전압 법칙으로
Ri+1C∫i dt=VRi+\dfrac{1}{C}\int i\,dt=V, 미분하면 Rdidt+iC=0R\dfrac{di}{dt}+\dfrac{i}{C}=0 이므로 i=Ke−tRCi=Ke^{-\frac{t}{RC}}
초기 전하가 없어 닫는 순간 콘덴서 전압이 0 이므로 i(0)=VRi(0)=\dfrac{V}{R}, 곧 K=VRK=\dfrac{V}{R}

전류는 VR\dfrac{V}{R} 에서 시작해 시정수 τ=RC\tau=RC 로 줄어드는 지수 감쇠 곡선이다.

  • VRe−RCt\dfrac{V}{R}e^{-RCt} 보기는 계산값과 다르다.
  • VRCe−tRC\dfrac{V}{RC}e^{-\frac{t}{RC}} 보기는 계산값과 다르다.
  • VRetRC\dfrac{V}{R}e^{\frac{t}{RC}} 보기는 계산값과 다르다.

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