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1 제 7 장 회로망 7.1 이상적인전압원과전류원 (1) 이상적인전압원 : 내부임피던스 Z = 0 (2) 이상적인전류원 : 내부임피던스 Z = (3) 전압원과전류원의등가회로 [A] [Ω] 7.2 선형회로망 1 중첩의정리 (Superposition theorem) 회로망내에다수의기전력이동시에존재할때, 회로전류는각기전력이각각단독으로그위치에존재할때흐르는전류를각각대수적으로합하여구하는정리 과목전기이론

2 마스터전기기능장 1 한개의전원 ( 전압원이나전류원 ) 을취하고나머지전원은모두없앤다. 전압원은단락, 전류원은개방한다. 2 각지로에흐르는전류를구한다. 3 구하려는지로의전류는각각의전원에의해구한전류값을전류방향이같은것은 (+) 하고다른것은 (-) 로하여대수적으로합한다. (a) (b) (c) [ 중첩의원리 ] 2 테브낭의정리 (Thevenin's theorem) 임의의두단자 a, b 외측에대해서하나의전원전압 와하나의저항 가직렬로연결된등가회로로개방된단자에서내부를바라본저항 와전압 의관계에서전류를구할수있다. 3 노튼의정리 (Norton's theorem) 전원이포함된능동회로망은하나의전류원과하나의저항이병렬로접속된회로로대치 제 7 장회로망 153

3 4 쌍대회로 (dual circuit) 어떤회로에대한전압, 전류관계식을상대적으로바꾸어놓았을때, 새로운관계식을만족하는회로는다른회로와쌍대성을가지며이러한관계가성립하는두회로 전 압 전 류 개 방 단 락 직 렬 병 렬 마 디 폐 로 저 항 컨덕턴스 나 무 보 목 리액턴스 서셉턴스 마디전압 폐로전류 임피던스 어드미턴스 커트세트 폐 로 인덕턴스 커패시턴스 테브낭정리 노튼정리 [R-L-C 직렬회로 ] [ 쌍대회로 ] 단자회로망 한쌍의단자가입력단자이고다른한쌍의단자가출력단자가되어 2개의단자쌍으로이루어진회로를 4개의단자를갖고있는 4단자회로망이라한다. 1 임피던스파라미터 (Z parameter) 1 : 단자 에서의개방구동점임피던스 2 : 개방순방형전달임피던스 과목전기이론

4 마스터전기기능장 3 : 단자 에서의개방구동점임피던스 4 : 개방역방형전달임피던스 2 어드미턴스파라미터 (Y Parameter) 1 : 단자 에서의단락구동점어드미턴스 2 : 단락순방형전달어드미턴스 3 : 단자 에서의단락구동점어드미턴스 4 : 단락역방형전달어드미턴스 3 4 단자망의 4 단자정수 (1), 전압비임피던스 어드미턴스전류비 : 전압비 2차측개방 : 임피던스차원 2 차측단락 : 어드미턴스차원 2 차측개방 : 전류비 2 차측단락 제 7 장회로망 155

5 (2) 4단자정수의특징 인경우대칭 4단자회로이다. (3) 기본적인회로의 4단자정수 4 단자정수회로의종류 과목전기이론

6 마스터전기기능장 제 7 장회로망 01 내부저항, 기전력 인건전지의등가회로는? 답 1 02 실제적인전압원을나타내는전압-전류특성곡선은? 답 2 03 다음과같은전압원과전류원사이의관계는? 1, 2, 3, 4, 답 1 04 회로 (a), (b) 가등가일때 [A], [Ω] 의값은각각얼마인가? 1 2 2, , 5 4 5, 10 (a) (b) 제 7 장회로망 157

7 [A], [Ω] 답 2 05 그림에서 [Ω] 를흐르는전류의크기 [A] 는? 전압원단락 전류원개방 [A] [A] 답 2 06 다음회로에서선형저항기양단에걸리는전압 [V] 은? 전류원개방 전압원단락 [A] [A], = [V] 답 4 07 그림과같은회로에서 9[Ω] 에흐르는전류 I는? 전류원개방 [A] 전압원단락 [A] [A] 답 과목전기이론

8 마스터전기기능장 08 그림에서 a, b 단자의전압이 12[V], a, b 단자에서본능동회로망의임피던스가 4[Ω] 일때, 단자 a, b에 2[Ω] 의저항을접속하면이저항에흐르는전류 [A] 는얼마인가? [A] 답 4 09 그림의회로에서 a, b 사이의전압 의값 [V] 은? [V] 답 1 10 그림에서단자 a, b에서좌로본데브낭의등가저항은몇 [Ω] 인가? 테브난등가저항구하기위해전압원단락, 전류원개방 [Ω] 답 2 11 다음회로의단자 a, b에나타나는전압 [V] 은얼마인가? [V] 답 2 제 7 장회로망 159

9 12 그림의회로에서단자 a, b 에걸리는전압 는몇 [V] 인가? [V] 답 1 13 그림과같은회로의임피던스파라미터 를구하면몇 [Ω] 인가? 답 4 14 그림에서 4 단자망의개방순방향전달임피던스 [Ω] 과단락순방향전달어드미턴스 [ ] 은? 1, 3, 2, 4, 답 3 15 그림과같은 형 4 단자회로의어드미턴스파라미터중 은? 답 단자정수 A, B, C, D 중에서임피던스의차원을가진정수는? 1 A 2 B 3 C 4 D 답 과목전기이론

10 마스터전기기능장 17 4단자정수를구하는식중옳지않은것은? 답 2 18 그림과같은 4단자회로망에서출력측을개방하니,, 이고출력측을단락하니,, 였다. A, B, C, D는얼마인가? 1 3, 8, 0.5, 2 2 8, 0.5, 2, , 2, 3, 8 4 2, 3, 8, 0.5,,, 답 1 19 어떤회로망의 4단자정수가,, 이면이회로망의 는얼마인 가? 답 4 20 그림과같은단일임피던스회로의 4단자정수는? 1,,, 2,,, 3,,, 4,,, 답 3 제 7 장회로망 161

11 21 그림과같은 4단자망에서 4단자정수행렬은? 답 1 22 그림과같은 4 단자망의정수 A, B, C, D 를접속법에의하여구하면어떻게표현되는가? 답 1 23 그림과같은 T 형 4 단자회로의 4 단자정수중 B 의값은? 답 1 24 그림과같은 형회로의 4 단자정수중 D 의값은? 답 과목전기이론

12 마스터전기기능장 25 그림의 T 회로의일반 4 단자정수가다음과같았다., [Ω], [ ] 이면임피던스 [Ω] 의값을구하면? 좌측, 가운데, 우측 라가정하면 T형회로에서 [Ω] [Ω] 답 3 제 7 장회로망 163

13 제 8 장 라플라스변환과전달함수 8.1 라플라스변환 (Laplace transformation) 어떤임의의시간함수 에 를곱한 를시간 에대해서 0부터 까지적분하면 는라플라스연산자 를갖는함수 로변환된다. L 역으로 함수로부터 를구하는것을라플라스역변환 (inverse Laplace transformation) 이라하며 L 로표시하며다음과같다. 1 상수 (constant) L 이므로 L L 과목전기이론

14 마스터전기기능장 2 단위계단함수 (a) (b) (1) 단위계단함수 (unit step function) 를라플라스변환하면, 범위에서 L (2) 단위계단함수가시간이동하는경우 를라플라스변환하면 L 3 단위램프함수 (1) 단위램프함수 (unit ramp function) 라플라스변환하면 L 제 8 장라플라스변환과전달함수 165

15 가되며, 부분적분공식 을이용하여, 를대입하면 L (2) 기울기가 인경우의라플라스변환은 L 4 지수함수 의라플라스변환 L L ± ± 5 기본함수의라플라스변환 함수명 1 단위임펄스함수 1 2 단위계단함수 3 단위램프함수 4 n차램프함수 과목전기이론

16 마스터전기기능장 함수명 5 지수함수 ± 6 지수램프함수 ± 7 지수 n차램프함수 ± 8 정현파함수 9 여현파함수 10 지수정현파함수 ± ± 11 지수여현파함수 ± 12 쌍곡선정현파함수 13 쌍곡선여현파함수 8.2 라플라스변환의기본정리 분류공식 1 실미분정리 L, L 2 실적분정리 L 3 시간추이정리 L 4 복소추이정리 L ± 5 복소미분정리 L L 6 복소적분정리 L 7 초기값정리 lim lim 8 최종값정리 lim lim 제 8 장라플라스변환과전달함수 167

17 8.3 전달함수 입력신호, 출력신호 일때전달함수 는, L L 또한, 입력과출력이정현파이면, 이며, 이것을주파수전달함수라한다. 8.4 각종요소의전달함수 1 제어요소의전달함수 (1) 비례요소 (P 동작 : 잔류편차 (off-set) 가생긴다.) ( : 비례감도또는이득정수 ) (2) 미분요소 (D동작 = rate 동작 : 응답시간이짧고간헐현상이생김 ) (3) 적분요소 (I 동작 : 응답시간이길고잔류편차제거 (I 와 P 동작함께사용 ) (4) 1차지연요소 분모에 가 1 차 (1 차지연요소 ) 과목전기이론

18 마스터전기기능장 (5) 2차지연요소 분모에 의 2차 (2차지연요소 ) ( 제동계수, 감쇠계수 ) > : 과제동 << : 부족제동 : 임계제동 : 무제동 (6) 부동작시간요소 2 블럭선도의전달함수 전향경로이득전달함수 폐루프이득피드백경로 제 8 장라플라스변환과전달함수 169

19 제 8 장라플라스변환과전달함수 01 함수 f(t) 의라플라스변환은어떤식으로정의되는가? 답 3 02 의라플라스변환은? L L 답 4 03 의라플라스변환은? 단, 는상수이다 L 답 3 04 주어진시간함수 일때라플라스변환한함수 는? L 답 2 05 를라플라스변환하면? 과목전기이론

20 마스터전기기능장 L 답 3 06 감쇠여현파함수 의라플라스변환은? L 답 4 07 의라플라스변환은? L 답 2 08 의라플라스변환은? 단, 는임펄스함수이다 L 답 4 09 L 는? L 답 4 10 그림과같은램프 (ramp) 함수의라플라스변환을구하면? 제 8 장라플라스변환과전달함수 171

21 답 4 11` 그림과같은파형의라플라스변환은? 답 3 12 그림과같이높이가 1인펄스의라플라스변환은? 답 2 13 다음과같은 의초기값 가바르게구해진것은? 단, 초기값정리 lim lim lim lim lim 답 3 14 일때 의최종값은? 최종값정리 과목전기이론

22 마스터전기기능장 lim limlim 답 4 15 의역라플라스변환은? L 답 1 16 다음사항중옳게표현된것은? 1 비례요소의전달함수는 이다. 2 미분요소의전달함수는 이다. 3 적분요소의전달함수는 이다. 4 1차지연요소의전달함수는 이다. 답 4 17 의전달함수를미분방정식으로표시하면? 답 3 18 어떤계를표시하는미분방정식이 라고한다. 는입력, 는출력이라고한다면이계의전달함수는어떻게표시되는가? 제 8 장라플라스변환과전달함수 173

23 답 3 19 그림과같은회로의전달함수는어느것인가? ,, 답 3 20 그림과같은회로에서인가전압에의한전류 에대한출력 의전달함수는? 답 1 21 그림과같은 회로에서전달함수를구하면? , 과목전기이론

24 마스터전기기능장, 답 4 22 그림과같은회로의전달함수는? 단, 이다 답 2 23 그림과같은 회로의전달함수는? 단,, 이다 답 3 24 그림과같은 병렬회로의전달함수 는? 답 1 제 8 장라플라스변환과전달함수 175

25 25 어떤제어계의임펄스응답이 일때에이계의전달함수를구하면? , 답 2 26 전달함수 에서입력함수를단위임펄스, 즉 로가할때계의응답은? 임펄스응답 : 답 4 27 시간지연요인을포함한어떤특정계가다음미분방정식으로표현된다. 이계의전달함수 를구하면? 답 1 28 전달함수의성질중틀린것은? 1 어떤계의전달함수는그계에대한임펄스응답의라플라스변환과같다. 2 전달함수 인계의입력이임펄스함수이고모든초기값이 0이면그계의출력변환은 와같다. 3 계의전달함수는계의미분방정식을라플라스변환하고초기값에의하여생긴항을무시하면 L 와같이얻어진다. 4 어떤계의전달함수의분모를 0으로놓으면이것이곧특성방정식이된다 과목전기이론

26 마스터전기기능장 답 3 29 그림과같은회로에서입력을, 출력을 로했을때의입 출력전달함수는? 단, 스위치 S는 인순간에회로에전압이공급된다 답 1 제 8 장라플라스변환과전달함수 177

27 제 9 장 비정현파와과도현상 9.1 비정현파교류 1 비정현파교류정현파로부터일그러진파형을비정현파 (non-sinuisoidal wave) 라하며발생원인은다음과같다. 1 교류발전기에서의전기자반작용에의한일그러짐 2 변압기에서의철심의자기포화 3 변압기에서의히스테리시스현상에의한여자전류의일그러짐 4 다이오드의비직선성에의한전류의일그러짐 (1) 푸리에급수주파수와진폭을달리하는무수히많은성분을갖는비정현파를무수히많은정현항과여현항의합으로표현 과목전기이론

28 마스터전기기능장 (2) 푸리에급수의전개 [V] 비사인파 = 직류분 + 기본파 + 고조파 (3) 비정현파교류의실효값 : 각파의실효값의제곱의합을제곱근 1 전압의실효값 [V] 2 전류의실효값 [A] (4) 일그러짐율 (= 왜형율, 의율 ) : 고조파분의실효값 와기본파인 의비전고조파의실효값 [%] 기본파실효값 (5) 비정현파의임피던스계산 차고조파의임피던스변화 1 저항 : 변화없음 2 유도리액턴스 ㆍ 배로증가 3 용량리액턴스 ㆍ ㆍ 배감소 제 9 장비정현파와과도현상 179

29 9.2 과도현상 1 과도현상 인시간을기준으로하여 에서어떠한상태의변화가발생한후정상적인현상이발생하기이전에나타내는전압이나전류의여러가지과도기적인현상 시간적변화를가질수있는소자인 과 소자에서과도현상이발생하며 만의회로에서는과도전류는없다. 과도현상은시정수가클수록오래지속된다. 시정수는특성근의절대값의역수이다. ( 이되는 의값 ) (1) 직렬회로 전류 : [A] 시정수 ( 시상수 ) : 정상상태의 63.2[%] 에도달하기까지의시간 [sec] 직렬회로 직류기전력인가시 (S/W on 시 ) 직류기전력제거시 (S/W off 시 ) 전류 시정수 [sec] [sec] [V] [V] (2) 직렬회로 [A] 전하및전류 : [C] 시정수 : [sec] 과목전기이론

30 마스터전기기능장 직렬회로 전하 직류기전력인가시 (S/W on 시 ) 직류기전력제거시 (S/W off 시 ) 전류 [A] [A] 시정수 [sec] [sec] [V] [V] 제 9 장비정현파와과도현상 181

31 제 9 장비정현파과도현상 01 비사인파의일반적인구성이아닌것은? 1 삼각파 2 고조파 3 기본파 4 직류분 비사인파 = 직류분 + 기본파 + 고조파답 1 02 비정현파를여러개의정현파의합으로표시하는방법은? 1 중첩의원리 2 노튼의정리 3 푸리에분석 4 테일러의분석 푸리에급수 : 주파수와진폭을달리하는무수히많은성분을갖는비정현파를무수히많은정현항과여현항의합으로표현 [V] 답 3 03 주기적인구형파신호의성분은어떻게되는가? 1 성분분석이불가능하다. 2 직류분만으로합성된다. 3 무수히많은주파수의합성이다. 4 교류합성을갖지않는다. 구형파는무수히많은홀수고조파의합성이다. 답 3 04 [V] 의실효값은? 위상차가 90 이므로 [V] 답 1 05 =4[Ω], =36[Ω] 을직렬로접속한회로에 [V] 를인가했을때흐르는전류의실효값은약몇 [A] 인가? 1 3.3[A] 2 4.8[A] 3 3.6[A] 4 6.8[A] 과목전기이론

32 마스터전기기능장 [A] [A] [A] [A] 답 4 06 다음중비사인파교류의일그러짐율은? 기본파의실효값 1 고조파의실효값 기본파의실효값 3 고조파의최대값 고조파의실효값 2 기본파의실효값 고조파의최대값 4 기본파의실효값 일그러짐율 ( 왜형율 ) 전고조파의실효값 기본파실효값 [%] 답 2 07 정현파교류의왜형율은? 답 1 08 기본파의 3[%] 인제3고조파와 4[%] 인제5고조파, 1[%] 인제7고조파를포함하는전압파의 왜율은? 1 약 2.7[%] 2 약 5.1[%] 3 약 7.7[%] 4 약 14.1[%] [%] 답 2 09 전기회로의과도현상과시정수와의관계가바른것은? 1 시정수가클수록과도현상은오래계속된다. 2 시정수는전압의크기에비례한다. 3 시정수와과도지속시간은관계가없다. 4 시정수가클수록과도현상은빨라진다. 시정수가크면정상상태에도달하는데걸리는시간이길어지므로과도현상은시정수가클수록오래지속된다. 답 1 제 9 장비정현파와과도현상 183

33 10 직렬회로의시정수 [s] 는? 1 [s] 2 [s] 3 [s] 4 [s] 직렬회로 [sec] 답 2 11 직렬회로에서 [Ω], [H] 인경우시정수 는? [s] 2 0.5[s] 3 2[s] 4 200[s] [sec] 답 2 12 [kω], [F] 의직렬회로에 110[V] 의직류전압을인가했을때시상수 는? 1 5[ms] 2 50[ms] 3 1[sec] 4 2[sec] 직렬회로 [msec] 답 2 13 [kω], [F] 인 직렬회로의양단에 20[V] 의전압을가한뒤 양단의전압이 12.64[V] 가되기까지의시간은? 1 1[sec] 2 2[sec] 3 3[sec] 4 4[sec] [sec] 답 과목전기이론

실험 5

실험 5 실험. apacitor 및 Inductor 의특성 교류회로 apacitor 의 apacitance 측정 본실험에서는 capacitor를포함하는회로에교류 (A) 전원이연결되어있을때, 정상상태 (steady state) 에서 capacitor의전압과전류의관계를알아본다. apacitance의값이 인 capacitor의전류와전압의관계는다음식과같다. i dv = dt