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R = 4[Ω], XL = 8[Ω], XC = 4[Ω]인 RLC 직렬회… | [정보통신기능사 필기] 02년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[정보통신기능사 필기] 02년 2회차
R = 4[Ω], XL = 8[Ω], XC = 4[Ω]인 RLC 직렬회로에서 전압과 전류의 위상관계는?
문제 이미지
1
전압이 전류보다 위상이 π/4(rad)앞선다.
2
전류가 전압보다 위상이 π/4(rad)앞선다.
3
전압이 전류보다 위상이 π/3(rad)앞선다.
4
전류가 전압보다 위상이 π/3(rad)앞선다.
해설

정답은 '전압이 전류보다 위상이 π/4(rad)앞선다.'이다.

그림은 교류 전원 E에 저항 R, 유도 리액턴스 XL, 용량 리액턴스 XC가 직렬로 연결된 회로이다. 합성 리액턴스는 X=XL−XC=8−4=4 ΩX=X_L-X_C=8-4=4\,\Omega이고, 임피던스 각은 θ=tan⁡−1XR=tan⁡−144=π4 rad\theta=\tan^{-1}\dfrac{X}{R}=\tan^{-1}\dfrac{4}{4}=\dfrac{\pi}{4}\,\mathrm{rad}이다.

XL>XCX_L\gt X_C이면 회로는 유도성이며, 유도성 회로에서는 전압이 전류보다 앞선다.

  • '전류가 전압보다 위상이 π/4(rad)앞선다.'는 용량 리액턴스가 유도 리액턴스보다 큰 용량성 회로의 위상 관계이며, 그림 회로의 합성 리액턴스는 유도성 쪽으로 남는다.
  • '전압이 전류보다 위상이 π/3(rad)앞선다.'는 X/R=3X/R=\sqrt{3}일 때의 각으로, 그림 회로에서는 X/R=4/4=1X/R=4/4=1이다.
  • '전류가 전압보다 위상이 π/3(rad)앞선다.'는 앞서는 쪽과 각이 모두 다른 관계이며, 용량성 회로에서 XC−XL=3RX_C-X_L=\sqrt{3}R일 때 나오는 위상차이다.

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