회로이론 1: 벼락치기 팩

공식 모음, 모든 주제의 핵심 풀이 단계, 연습 문제 14개가 들어 있으며 전체 풀이는 맨 뒤에 있습니다.

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1공식과 풀이 방법

저항의 직렬·병렬

저항의 직렬 연결: R_eq = R₁ + R₂ + …
저항의 병렬 연결: 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + …
두 저항의 병렬: R_eq = R₁R₂ / (R₁ + R₂)
옴의 법칙: V = I·R
전력: P = V·I = I²R = V²/R

방법

단자에서 가장 먼 회로망 끝에서 시작하세요.
직렬 저항은 더하고, 병렬 저항은 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …로 합성하세요.
단계마다 회로를 다시 그리세요.
단자 사이에 저항이 하나 남을 때까지 반복하세요.

마디 해석

키르히호프 전류 법칙: ΣI_in = ΣI_out
가지 전류: I = (V_a − V_b)/R
기준 마디: V_ground = 0

방법

기준 마디(접지)를 정하고 나머지 마디 전압에 이름을 붙이세요.
미지의 마디마다 키르히호프 전류 법칙을 쓰세요. 각 가지로 나가는 전류의 합은 들어오는 전류의 합과 같습니다.
모든 가지 전류를 (V_a − V_b)/R로 나타내세요.
연립방정식을 푼 다음 필요한 전류를 구하세요.

망 해석

키르히호프 전압 법칙: 모든 루프에서 ΣV = 0
공유 저항: 전류 = I₁ − I₂
망 안의 전류원: 그 망 전류가 정해짐

방법

회로의 모든 망(창)에 시계 방향 전류를 그리세요.
각 망을 따라 키르히호프 전압 법칙을 적용하세요. 전압 강하의 합은 0입니다.
두 망이 공유하는 저항에 흐르는 전류는 두 망 전류의 차입니다.
방정식을 푸세요. 결과가 음수이면 전류가 반대 방향으로 흐릅니다.

중첩의 원리

중첩의 원리: x = x₁ + x₂ + … (one source at a time)
제거한 전압원: 단락 (0 V)
제거한 전류원: 개방 (0 A)
전압 분배: V₂ = V·R₂/(R₁ + R₂)
전류 분배: I₁ = I·R₂/(R₁ + R₂)

방법

독립 전원의 수를 세세요. 전원 하나마다 더 간단한 회로를 하나씩 풉니다.
전원 하나만 남기고 나머지는 끄세요. 전압원은 단락(도선)이 되고, 전류원은 개방(끊어진 부분)이 됩니다.
간단해진 회로에서 필요한 전압이나 전류를 구하고, 그 방향을 기록하세요.
모든 전원에 대해 반복한 뒤, 각 기여분을 부호와 함께 더하세요.

테브난·노턴

테브난 전압: V_th = V_{open circuit}
테브난 저항: R_th: 모든 전원을 제거하고 a–b에서 본 저항
노턴 전류: I_N = V_th/R_th
부하 전류: I_L = V_th/(R_th + R_L)
최대 전력 전달: R_L = R_th, P_max = V_th²/(4R_th)

방법

부하를 떼어 내고 두 단자를 a와 b로 표시하세요.
a와 b 사이의 개방 전압을 구하세요. 이것이 V_th입니다.
모든 독립 전원을 끄고 a–b에서 본 저항을 구하세요. 이것이 R_th입니다.
부하를 등가 회로에 다시 연결합니다: V_th와 R_th의 직렬.
노턴 등가 회로로 변환합니다: I_N = V_th/R_th, R_N = R_th를 병렬로.

연산 증폭기 회로

반전 증폭기: V_out = −(R_f/R_in)·V_in
비반전 증폭기: V_out = (1 + R_f/R₁)·V_in
가산 증폭기: V_out = −R_f(V₁/R₁ + V₂/R₂)
이상적인 연산 증폭기: V₊ = V₋, I_in = 0

RC·RL 과도 현상

시정수: τ = RC | τ = L/R
응답: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ
직류에서의 커패시터: 개방; v_C는 갑자기 변할 수 없음
직류에서의 인덕터: 단락; i_L은 갑자기 변할 수 없음
정상 상태 값: t ≈ 5τ

방법

스위칭 직후의 초깃값을 구하세요. 커패시터 전압과 인덕터 전류는 갑자기 변할 수 없습니다.
스위칭 후 충분히 지난 뒤의 최종값을 구하세요. 커패시터는 개방 회로, 인덕터는 단락 회로처럼 동작합니다.
커패시터나 인덕터에서 본 저항을 이용해 시정수 τ = RC 또는 τ = L/R을 구하세요.
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ를 쓰세요.

2연습 문제

1.저항의 직렬·병렬보통

전원 V₁이(가) 보는 합성 저항 R_eq을(를) 구하시오.

V₁ = 18 VR₁ = 15 ΩR₂ = 5 ΩR₃ = 6 ΩR₄ = 2 Ω

R_eq = Ω

2.저항의 직렬·병렬어려움

전원이 공급하며 R₁에 흐르는 전류 I_R1을(를) 구하시오.

V₁ = 30 VR₁ = 2 ΩR₂ = 6 ΩR₃ = 8 ΩR₄ = 8 ΩR₅ = 3 ΩR₆ = 12 Ω

I_R1 = A

3.마디 해석보통

그림과 같이 마디 A와 접지 사이에 세 가지가 연결되어 있다. 마디 해석법을 이용해 가지 1에서 화살표 방향으로 마디 A를 향해 위로 흐르는 전류 I₁을(를) 구하시오.

V₁ = 24 VR₁ = 15 ΩV₂ = 10 VR₂ = 3 ΩR₃ = 20 Ω

I₁ = A

4.마디 해석어려움

A와 B 사이의 전압원 Vₛ는 + 단자가 B에 있으므로 V_B − V_A = Vₛ가 됩니다. 슈퍼노드를 이용한 마디 해석법으로 마디 전압 V_A (접지 기준)을(를) 구하시오.

V₁ = 24 VI_s = 2.5 AV_s = 15 VR₁ = 15 ΩR₂ = 10 ΩR₃ = 4 Ω

V_A = V

5.망 해석보통

망 해석법을 이용해 화살표 방향으로 R₃에 흐르는 전류 I_R3을(를) 구하시오.

V₁ = 6 VV₂ = 9 VR₁ = 5 ΩR₂ = 6 ΩR₃ = 10 Ω

I_R3 = A

6.망 해석어려움

망 해석법을 이용해 표시된 극성에서 R₅ 양단의 전압 V_R5을(를) 구하시오.

V₁ = 18 VV₂ = 36 VR₁ = 25 ΩR₂ = 5 ΩR₃ = 3 ΩR₄ = 25 ΩR₅ = 6 Ω

V_R5 = V

7.중첩의 원리보통

R₃의 전류 I_R3을(를) 0으로 만드는 전류원 I_s의 값(방향은 그림과 같음)을 구하시오.

V₁ = 24 VR₁ = 15 ΩR₂ = 6 ΩR₃ = 5 ΩR₄ = 5 Ω

I_s = A

8.중첩의 원리어려움

중첩의 원리를 이용해 화살표 방향으로 R₄에 흐르는 전류 I_R4을(를) 구하시오.

V₁ = 5 VI_s = 2 AV₂ = 5 VR₁ = 5 ΩR₂ = 8 ΩR₃ = 2 ΩR₄ = 20 Ω

I_R4 = A

9.테브난·노턴보통

단자 a–b에서 본 테브난 전압 V_th을(를) 구하시오.

V₁ = 15 VR₁ = 10 ΩR₂ = 5 ΩR₃ = 6 Ω

V_th = V

10.테브난·노턴어려움

a–b 사이에 부하 R_L = 12 Ω을 연결한다. 나머지 회로를 테브난 등가 회로로 바꾸고 부하 전류 I_L을(를) 구하시오.

V₁ = 10 VI_s = 2.5 AR₁ = 3 ΩR₂ = 6 ΩR₃ = 20 ΩR_L = 12 Ω

I_L = A

11.연산 증폭기 회로보통

이 비반전 증폭기의 전압 이득이 15이(가) 되도록 하는 귀환 저항 R_f을(를) 고르시오.

R₁ = 10 kΩA_v = 15

R_f = kΩ

12.연산 증폭기 회로어려움

이상적인 연산 증폭기 두 단이 종속 연결되어 있다: 반전 증폭기(R₁, R_f1) 다음에 비반전 증폭기(접지 쪽 R₂, 귀환에 R_f2)가 있다. 둘 다 ±15 V 전원으로 동작한다. 입력은 V_in = 0.75 V이다. 출력 전압 V_out을(를) 구하시오.

R₁ = 4.7 kΩR_f1 = 22 kΩR₂ = 100 kΩR_f2 = 4.7 kΩV_in = 0.75 V

V_out = V

13.RC·RL 과도 현상보통

전원 Vₛ가 R₁을 통해 커패시터를 충전하며, R₂는 C와 병렬로 연결되어 있습니다. t = 0에서 스위치가 닫힐 때 커패시터는 충전되어 있지 않다. 스위치가 닫힌 뒤 회로의 시정수 τ을(를) 구하시오.

V_s = 12 VR₁ = 4.7 kΩR₂ = 2.2 kΩC = 220 µF

τ = ms

14.RC·RL 과도 현상어려움

스위치가 오랫동안 닫혀 있었으므로 회로는 정상 상태이다. t = 0에 스위치가 열린다. t = 60 ms에서 커패시터 전압 v_C을(를) 구하시오.

V_s = 9 VR₁ = 10 kΩR₂ = 6.8 kΩC = 33 µFt = 60 ms

v_C = V

3용액

1.저항의 직렬·병렬

답: R_eq = 18.08 Ω

직렬과 병렬 저항: 직렬에서는 각 저항에 같은 전류가 흐르고 R = R₁ + R₂ + …. 병렬에서는 각 저항에 같은 전압이 걸리고 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. 사다리 회로는 하나의 합성 저항이 남을 때까지 한 쌍씩 줄입니다.

먼 쪽 끝부터 저항 합치기

전원에서 가장 먼 끝에서 시작해 전원 쪽으로 돌아옵니다. 같은 전류가 흐르는 저항은 직렬, 같은 두 마디 사이의 저항은 병렬입니다.

R₃ + R₄ = 6 + 2 = 8 Ω

R₂ ∥ 8 = 5·8/(5+8) = 3.077 Ω

R_eq = R₁ + 3.077 = 15 + 3.077 = 18.08 Ω

답

R_eq = 18.08 Ω

2.저항의 직렬·병렬

답: I_R1 = 4.897 A

먼 쪽 끝부터 저항 합치기

전원에서 가장 먼 끝에서 시작해 전원 쪽으로 돌아옵니다. 같은 전류가 흐르는 저항은 직렬, 같은 두 마디 사이의 저항은 병렬입니다.

R₅ + R₆ = 3 + 12 = 15 Ω

R₄ ∥ 15 = 5.217 Ω

R₃ + 5.217 = 13.22 Ω

R₂ ∥ 13.22 = 4.127 Ω

R_eq = R₁ + 4.127 = 2 + 4.127 = 6.127 Ω

전원 전류

전원은 R_eq만 보므로 옴의 법칙으로 전원이 내보내는 전류를 구합니다. 이 전류는 R₁에 흐릅니다.

I_R1 = V₁/R_eq = 30/6.127 = 4.897 A

답

I_R1 = 4.897 A

3.마디 해석

답: I₁ = −1.857 A

마디 해석법: 기준 마디를 정하고, 모르는 마디 전압에 이름을 붙인 다음, 옴의 법칙 (I = ΔV/R)을 써서 각 미지 마디에서 키르히호프 전류 법칙을 세우고 연립 방정식을 풉니다.

마디 A에서의 KCL

아래 도선을 접지로 잡습니다. 각 가지는 A에서 나가는 방향으로 (V_A − V_k)/R_k의 전류가 흐르며, V_k는 그 가지 전원의 전압입니다(저항만 있으면 0). A에서 나가는 전류의 합은 0입니다.

(V_A − (−24))/15 + (V_A − 10)/3 + V_A/20 = 0

V_A 구하기

V_A = ((−24)/15 + 10/3 + 0/20) / (1/15 + 1/3 + 1/20) = 1.733/0.45 = 3.852 V

가지 전류

화살표는 가지를 따라 위쪽, 마디 A로 향합니다.

I₁ = ((−24) − V_A)/R₁ = ((−24) − 3.852)/15 = −1.857 A

답

I₁ = −1.857 A

결과가 음수이면 실제 전류는 화살표와 반대로 흐릅니다.

4.마디 해석

답: V_A = 0.84 V

슈퍼노드 만들기

A와 B 사이의 전압원에는 미지의 전류가 흐르므로 A나 B에서 따로 KCL을 쓸 수 없습니다. A, B와 전원을 하나의 슈퍼노드로 묶으세요. 들어오는 전류와 나가는 전류가 같습니다.

V_B = V_A + 15

(V_A − V₁)/R₁ + V_A/R₂ + V_B/R₃ = I_s

풀기

(V_A − 24)/15 + V_A/10 + (V_A + 15)/4 = 2.5

V_A·(1/15 + 1/10 + 1/4) = 2.5 + 24/15 − 15/4 = 0.35

V_A = 0.35/0.4167 = 0.84 V

V_B = 15.84 V

답

V_A = 0.84 V

5.망 해석

답: I_R3 = 0.5786 A

망 해석법: 평면 회로의 각 창에 고유한 루프 전류를 주고, 각 루프에서 키르히호프 전압 법칙(전압 강하의 합 = 전압 상승의 합)을 세워 풉니다. 가지 전류는 망 전류이거나, 공유 가지에서는 두 망 전류의 차입니다.

망 전류 정하기

각 창마다 시계 방향 전류를 그립니다: I₁, I₂. 두 망이 공유하는 저항에는 두 전류의 차가 흐릅니다.

망 1의 KVL

시계 방향으로 돌면 저항의 전압 강하 합은 전원의 전압 상승 합과 같습니다 (진행 방향으로 −에서 +).

R₁·I₁ + R₃(I₁ − I₂) = V₁

5·I₁ + 10(I₁ − I₂) = 6

15·I₁ − 10·I₂ = 6

망 2의 KVL

시계 방향으로 돌면 저항의 전압 강하 합은 전원의 전압 상승 합과 같습니다 (진행 방향으로 −에서 +).

R₂·I₂ + R₃(I₂ − I₁) = −V₂

6·I₂ + 10(I₂ − I₁) = (−9)

−10·I₁ + 16·I₂ = −9

풀기

Δ = (15)(16) − (−10)(−10) = 140

I₁ = Δ₁/Δ = 6/140 = 0.04286 A

I₂ = Δ₂/Δ = −75/140 = −0.5357 A

답

I_R3 = I₁ − I₂ = 0.5786 A

음의 망 전류는 반시계 방향으로 흐릅니다.

6.망 해석

답: V_R5 = 22.46 V

망 전류 정하기

각 창마다 시계 방향 전류를 그립니다: I₁, I₂, I₃. 두 망이 공유하는 저항에는 두 전류의 차가 흐릅니다.

망 1의 KVL

시계 방향으로 돌면 저항의 전압 강하 합은 전원의 전압 상승 합과 같습니다 (진행 방향으로 −에서 +).

R₁·I₁ + R₄(I₁ − I₂) = V₁

25·I₁ + 25(I₁ − I₂) = 18

50·I₁ − 25·I₂ = 18

망 2의 KVL

시계 방향으로 돌면 저항의 전압 강하 합은 전원의 전압 상승 합과 같습니다 (진행 방향으로 −에서 +).

R₂·I₂ + R₄(I₂ − I₁) + R₅(I₂ − I₃) = 0

5·I₂ + 25(I₂ − I₁) + 6(I₂ − I₃) = 0

−25·I₁ + 36·I₂ − 6·I₃ = 0

망 3의 KVL

시계 방향으로 돌면 저항의 전압 강하 합은 전원의 전압 상승 합과 같습니다 (진행 방향으로 −에서 +).

R₃·I₃ + R₅(I₃ − I₂) = −V₂

3·I₃ + 6(I₃ − I₂) = (−36)

−6·I₂ + 9·I₃ = −36

풀기

Δ = 계수 행렬의 행렬식 = 8775

I₁ = Δ₁/Δ = −216/8775 = −0.02462 A

I₂ = Δ₂/Δ = −6750/8775 = −0.7692 A

I₃ = Δ₃/Δ = −39600/8775 = −4.513 A

답

I_R5 = I₂ − I₃ = 3.744 A

V_R5 = I_R5·R₅ = 3.744·6 = 22.46 V

음의 망 전류는 반시계 방향으로 흐릅니다.

7.중첩의 원리

답: I_s = 1.371 A

중첩의 원리: 선형 회로에서 모든 전압이나 전류는 각 독립 전원이 단독으로 작용할 때의 응답을 합한 것입니다. 전원을 끄려면 이상 전압원은 단락으로, 이상 전류원은 개방으로 바꿉니다. 저항은 그대로 둡니다.

경우 1 · V₁ 단독 작용

Iₛ가 개방되므로 R₃와 R₄는 A에서 접지까지 하나의 직렬 가지를 이루고, 이 가지는 R₂와 병렬입니다.

R₃+R₄ = 5+5 = 10 Ω

R₂ ∥ (R₃+R₄) = 6·10/(6+10) = 3.75 Ω

V_A = 24·3.75/(15+3.75) = 4.8 V

V_B = V_A·R₄/(R₃+R₄) = 4.8·5/10 = 2.4 V

I_R3′ = (V_A − V_B)/R₃ = (4.8 − 2.4)/5 = 0.48 A

경우 2 · I_s 단독 작용

V₁은 단락되므로 R₁ ∥ R₂가 A에서 접지로 연결됩니다. Iₛ는 B에서 R₄와 경로 R₃ + R₁∥R₂로 나뉘며, R₃를 지나는 부분은 화살표와 반대로 B에서 A로 흐릅니다.

R₁ ∥ R₂ = 4.286 Ω

I_R3″ = −I_s·R₄/(R₄ + R₃ + R₁∥R₂) = −I_s·5/14.29 = −0.35·I_s

합계를 0으로 두기

I_R3′ + I_R3″ = 0.48 − 0.35·I_s = 0

I_s = 0.48/0.35 = 1.371 A

답

I_s = 1.371 A

8.중첩의 원리

답: I_R4 = 0.8592 A

경우 1 · V₁만 작용

V₂는 단락, Iₛ는 개방됩니다. A에서 보면 R₃는 직렬인 R₂+R₄와 병렬입니다.

R₃ ∥ (R₂+R₄) = 2 ∥ 28 = 1.867 Ω

V_A = 5·1.867/(5+1.867) = 1.359 V

V_B = V_A·R₄/(R₂+R₄) = 1.359·20/28 = 0.9709 V

I_R4′ = (V_B − V₂)/R₄ = (0.9709 − 0)/20 = 0.04854 A

경우 2 · I_s만 작용

두 전압원이 모두 단락됩니다. Iₛ는 B에서 R₄(이제 접지로)와, R₁ ∥ R₃와 직렬인 R₂로 나뉩니다.

R₁ ∥ R₃ = 1.429 Ω, 따라서 왼쪽 경로는 R₂+1.429 = 9.429 Ω

R_eq = R₄ ∥ 9.429 = 6.408 Ω

V_B = I_s·R_eq = 2·6.408 = 12.82 V

V_A = V_B·1.429/9.429 = 1.942 V

I_R4″ = (V_B − V₂)/R₄ = (12.82 − 0)/20 = 0.6408 A

경우 3 · V₂만 작용

V₁은 단락, Iₛ는 개방됩니다. R₁ ∥ R₃가 A에 연결되고, R₂와 직렬로 B로 돌아갑니다.

R₁ ∥ R₃ = 5·2/(5+2) = 1.429 Ω

V_B = V₂·(R₂+R₁∥R₃)/(R₄+R₂+R₁∥R₃) = (−5)·9.429/29.43 = −1.602 V

V_A = V_B·(R₁∥R₃)/(R₂+R₁∥R₃) = −1.602·1.429/9.429 = −0.2427 V

I_R4‴ = (V_B − V₂)/R₄ = (−1.602 − −5)/20 = 0.1699 A

성분을 더하기

I_R4 = I_R4′ + I_R4″ + I_R4‴

I_R4 = 0.04854 + 0.6408 + 0.1699 = 0.8592 A

결과가 음수이면 실제로는 전류가 화살표와 반대로 흐른다는 뜻입니다.

9.테브난·노턴

답: V_th = 5 V

테브난 정리: 모든 선형 2단자 회로는 하나의 전압원 V_th와 저항 R_th의 직렬 회로처럼 동작합니다. 노턴 정리는 같은 회로를 전류원 I_N = V_th/R_th와 R_th의 병렬 회로로 나타냅니다.

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

전압원은 단락으로, 전류원은 개방으로 바꾼 뒤 a–b에서 회로를 들여다봅니다.

R₁ ∥ R₂ = 10·5/(10+5) = 3.333 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 3.333 + 6 = 9.333 Ω

개방 전압 V_th 구하기

a–b가 개방되면 R₃에 전류가 흐르지 않으므로 전압 강하가 없고 V_b = V_A입니다. R₁과 R₂는 전압 분배기를 이룹니다.

V_th = V₁·R₂/(R₁+R₂) = 15·5/(10+5) = 5 V

10.테브난·노턴

답: I_L = 1.814 A

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

전압원은 단락으로, 전류원은 개방으로 바꾼 뒤 a–b에서 회로를 들여다봅니다.

R₁ ∥ R₂ = 3·6/(3+6) = 2 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 2 + 20 = 22 Ω

개방 전압 V_th 구하기

a–b가 개방되면 Iₛ가 흐를 수 있는 경로는 R₃를 거쳐 마디 A로 가는 것뿐입니다. V₁과 Iₛ의 중첩으로 V_A를 구한 뒤 R₃의 전압 강하를 더합니다.

V_A = V₁·R₂/(R₁+R₂) + I_s·(R₁∥R₂) = 6.667 + 2.5·2 = 11.67 V

V_th = V_B = V_A + I_s·R₃ = 11.67 + 2.5·20 = 61.67 V

부하를 테브난 등가 회로에 연결하기

테브난 전원과 직렬 R_th는 a–b에서 원래 회로와 똑같이 동작하므로, 부하는 단순한 직렬 루프를 보게 됩니다.

I_L = V_th/(R_th + R_L) = 61.67/(22 + 12) = 1.814 A

11.연산 증폭기 회로

답: R_f = 140 kΩ

이상 연산 증폭기 규칙: 부귀환이 있으면 연산 증폭기는 두 입력이 같은 전압(V₋ = V₊)이 되도록 출력을 조절하고, 어느 입력으로도 전류가 흘러 들어가지 않습니다. 이 두 사실로 반전 입력에서 KCL을 세우면 출력이 나옵니다.

비반전 증폭기의 이득

V₋ = V₊ = V_in이고 R₁의 전류는 R_f에도 흐르므로 V_out = V_in·(1 + R_f/R₁).

A_v = 1 + R_f/R₁

R_f = (15 − 1)·10 = 140 kΩ

답

R_f = 140 kΩ

12.연산 증폭기 회로

답: V_out = −3.676 V

각 단의 이득

A₁ = −R_f1/R₁ = −22/4.7 = −4.681

A₂ = 1 + R_f2/R₂ = 1 + 4.7/100 = 1.047

단별 계산

V₁ = −4.681·0.75 = −3.511 V

V_out = 1.047·(−3.511) = −3.676 V

답

V_out = −3.676 V

13.RC·RL 과도 현상

답: τ = 329.7 ms

1차 과도 현상: 커패시터나 인덕터가 하나인 회로에서 모든 전압과 전류는 초기값에서 최종값으로 지수적으로 변합니다: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e^−t/τ, τ = RC 또는 τ = L/R. 약 5τ 뒤에 회로가 정상 상태가 됩니다.

커패시터에서 본 테브난 등가 회로

R_th를 구하려면 전원을 단락하고, 최종 전압을 구하려면 커패시터를 개방하세요.

R_th = R₁ ∥ R₂ = 4.7·2.2/(4.7 + 2.2) = 1.499 kΩ

v_C(∞) = 12·2.2/(4.7 + 2.2) = 3.826 V

시정수

τ = R_th·C = 1.499·220 = 329.7 ms

답

τ = 329.7 ms

14.RC·RL 과도 현상

답: v_C = 2.788 V

초기 커패시터 전압

정상 상태에서 커패시터는 개방 회로이므로 R₁과 R₂가 전압 분배기를 이룹니다. 스위치가 열릴 때 커패시터 전압은 급변할 수 없습니다.

v_C(0) = 9·6.8/(10 + 6.8) = 3.643 V

스위치가 열린 뒤의 시정수

τ = R₂·C = 6.8·33 = 224.4 ms

방전

v_C(t) = 3.643·e^−60/224.4 = 2.788 V

답

v_C = 2.788 V

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회로이론 1: 벼락치기 팩

1공식과 풀이 방법

저항의 직렬·병렬

방법

마디 해석

방법

망 해석

방법

중첩의 원리

방법

테브난·노턴

방법

연산 증폭기 회로

RC·RL 과도 현상

방법

2연습 문제

3용액

먼 쪽 끝부터 저항 합치기

답

먼 쪽 끝부터 저항 합치기

전원 전류

답

마디 A에서의 KCL

VA 구하기

가지 전류

답

슈퍼노드 만들기

풀기

답

망 전류 정하기

망 1의 KVL

망 2의 KVL

풀기

답

망 전류 정하기

망 1의 KVL

망 2의 KVL

망 3의 KVL

풀기

답

경우 1 · V1 단독 작용

경우 2 · Is 단독 작용

합계를 0으로 두기

답

경우 1 · V1만 작용

경우 2 · Is만 작용

경우 3 · V2만 작용

성분을 더하기

모든 전원을 끄고 Rth 구하기

개방 전압 Vth 구하기

모든 전원을 끄고 Rth 구하기

개방 전압 Vth 구하기

부하를 테브난 등가 회로에 연결하기

비반전 증폭기의 이득

답

각 단의 이득

단별 계산

답

커패시터에서 본 테브난 등가 회로

시정수

답

초기 커패시터 전압

스위치가 열린 뒤의 시정수

방전

답

V_A 구하기

경우 1 · V₁ 단독 작용

경우 2 · I_s 단독 작용

경우 1 · V₁만 작용

경우 2 · I_s만 작용

경우 3 · V₂만 작용

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

개방 전압 V_th 구하기

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

개방 전압 V_th 구하기