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R-C 직렬회로에 직류전압 5V를 인가하고, t=0에서 스위치를 ON … | [전자기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 16년 3회차
R-C 직렬회로에 직류전압 5V를 인가하고, t=0에서 스위치를 ON 한다면 커패시터 양단에 걸리는 전압 Vc 는? (단, R=1Ω, C=1F 이다.)
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-5e-t
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5e-t
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5(1-e-t)
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5(1-et)
해설

커패시터 전압은 Vc=5(1−e−t)V_c=5(1-e^{-t}) 이다.

시정수 τ=RC=1 s\tau=RC=1\ \mathrm{s} 이고, 초기 전압 0에서 전원 전압 5 V 로 충전되므로 Vc=5(1−e−t/RC)=5(1−e−t)V_c=5(1-e^{-t/RC})=5(1-e^{-t}) 이다.

나머지 보기는 충전 응답의 조건을 만족하지 못한다.

  • 음의 지수 감쇠 전압은 t=0t=0 에서 음의 값을 갖고 0으로 수렴하므로 0에서 5 V 로 충전되는 응답이 아니다.
  • 양의 지수 감쇠 전압은 t=0t=0 에서 5 V 로 시작하므로 방전 응답의 형태이고, 초기 전압이 0인 충전 응답과 맞지 않다.
  • 지수가 증가하는 형태의 전압은 시간이 지나면 음의 방향으로 한없이 커져 전원 전압 5 V 로 수렴하지 않는다.

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