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그림의 회로에서 릴레이의 동작 전류는 10[mA], 코일의 저항은 1[… | [전자기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 18년 1회차
그림의 회로에서 릴레이의 동작 전류는 10[mA], 코일의 저항은 1[kΩ], 인덕턴스는 L[H]이다. 스위치(S)가 닫히고 18[ms] 이내로 이 릴레이가 작동하려면 L[H]은 약 몇 H 인가?
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해설

코일 전류가 18 ms 에 동작 전류 10 mA 에 도달하려면 L은 약 26 H이어야 한다.

그림은 20 V 전지, 스위치 S, 릴레이 코일(R=1 kΩR=1\ \mathrm{k\Omega}, L)의 직렬 회로이다. 키르히호프 전압 법칙 Ldidt+Ri=EL\dfrac{di}{dt}+Ri=E를 초기 전류 0으로 풀면
i(t)=ER(1−e−RLt)i(t)=\dfrac{E}{R}\left(1-e^{-\frac{R}{L}t}\right), 최종값 ER=201000=20 mA\dfrac{E}{R}=\dfrac{20}{1000}=20\ \mathrm{mA}

10=20(1−e−RLt)10=20\left(1-e^{-\frac{R}{L}t}\right)에서 e−RLt=12e^{-\frac{R}{L}t}=\dfrac{1}{2}, 곧 RLt=ln⁡2\dfrac{R}{L}t=\ln 2
L=Rtln⁡2=1000×0.0180.693≈26 HL=\dfrac{Rt}{\ln 2}=\dfrac{1000\times 0.018}{0.693}\approx 26\ \mathrm{H}
L이 클수록 시정수 LR\dfrac{L}{R}가 길어져 늦게 동작하므로, 이 값이 18 ms 이내 동작의 한계이다.

  • 18 H 보기는 계산값과 다르다.
  • 34 H 보기는 계산값과 다르다.
  • 56 H 보기는 계산값과 다르다.

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