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

전원이 공급하며 R₁에 흐르는 전류 I_R1을(를) 구하시오.

V₁ = 24 VR₁ = 8 ΩR₂ = 6 ΩR₃ = 10 ΩR₄ = 8 Ω

I_R1 = A

2.저항의 직렬·병렬어려움

전원이 공급하며 R₁에 흐르는 전류 I_R1을(를) 구하시오.

V₁ = 30 VR₁ = 15 ΩR₂ = 15 ΩR₃ = 30 ΩR₄ = 15 ΩR₅ = 4 ΩR₆ = 3 Ω

I_R1 = A

3.마디 해석보통

마디 해석법을 이용해 전류원 I_s이(가) 공급하는 전력 P_Is을(를) 구하시오.

V₁ = 10 VI_s = 1 AR₁ = 6 ΩR₂ = 5 ΩR₃ = 5 ΩR₄ = 3 Ω

P_Is = W

4.마디 해석어려움

마름모는 전압 제어 전류원이며, 0.05·V_A의 전류(A 단위, V_A은(는) V 단위)를 마디 B로 위로 밀어 넣는다. 마디 해석법을 이용해 마디 전압 V_B (접지 기준)을(를) 구하시오.

V₁ = 5 VR₁ = 12 ΩR₂ = 25 ΩR₃ = 12 ΩR₄ = 3 Ωg = 0.05 A/V

V_B = V

5.망 해석보통

망 해석법을 이용해 망 전류 I₂ (시계 방향)을(를) 구하시오.

V₁ = 15 VV₂ = 9 VR₁ = 6 ΩR₂ = 6 ΩR₃ = 15 Ω

I₂ = A

6.망 해석어려움

망 해석법을 이용해 표시된 극성에서 R₃ 양단의 전압 V_R3을(를) 구하시오.

V₁ = 18 VV₂ = 36 VR₁ = 6 ΩR₂ = 20 ΩR₃ = 30 ΩR₄ = 30 ΩR₅ = 8 Ω

V_R3 = V

7.중첩의 원리보통

중첩의 원리를 이용해 화살표 방향으로 R₂에 흐르는 전류 I_R2을(를) 구하시오.

V₁ = 24 VI_s = 1 AR₁ = 5 ΩR₂ = 4 ΩR₃ = 15 ΩR₄ = 10 Ω

I_R2 = A

8.중첩의 원리어려움

R₃의 전류 I_R3을(를) 0으로 만드는 전압원 V₂의 값(극성은 그림과 같음)을 구하시오.

V₁ = 12 VI_s = 2.5 AR₁ = 15 ΩR₂ = 8 ΩR₃ = 12 ΩR₄ = 25 Ω

V₂ = V

9.테브난·노턴보통

단자 a–b에서 본 테브난 전압 V_th을(를) 구하시오.

V₁ = 24 VR₁ = 3 ΩR₂ = 12 ΩR₃ = 15 Ω

V_th = V

10.테브난·노턴어려움

단자 a–b에서 본 테브난 전압 V_th을(를) 구하시오.

V₁ = 15 VI_s = 5 AR₁ = 2 ΩR₂ = 30 ΩR₃ = 4 Ω

V_th = V

11.연산 증폭기 회로보통

차동 증폭기는 ±15 V 전원의 이상적인 연산 증폭기를 쓰며, R₃ = R₁, R₄ = R₂이다. 출력 전압 V_out을(를) 구하시오.

V₁ = −0.2 VV₂ = 1.1 VR₁ = R₃ = 47 kΩR₂ = R₄ = 22 kΩ

V_out = V

12.연산 증폭기 회로어려움

적분기는 ±15 V 전원의 이상적인 연산 증폭기를 쓰며, 출력은 ±14 V에서 포화된다. t = 0에 일정한 입력 V_in = −0.5 V를 가할 때 커패시터는 충전되어 있지 않다. t = 100 ms에서의 출력 전압 V_out을(를) 구하시오.

V_in = −0.5 VR = 47 kΩC = 1 µFV_sat = ±14 Vt = 100 ms

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. t = 30 ms에서 커패시터 전압 v_C을(를) 구하시오.

V_s = 9 VR₁ = 1 kΩR₂ = 6.8 kΩC = 22 µFt = 30 ms

v_C = V

14.RC·RL 과도 현상어려움

t = 0에서 스위치가 닫히기 직전, 커패시터 전압은 표시된 극성으로 15 V이다. t = 200 ms에서 커패시터 전압 v_C을(를) 구하시오.

V_s = 12 VR = 4.7 kΩC = 22 µFv_C(0) = 15 Vt = 200 ms

v_C = V

3용액

1.저항의 직렬·병렬

답: I_R1 = 1.92 A

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 = 10 + 8 = 18 Ω

R₂ ∥ 18 = 6·18/(6+18) = 4.5 Ω

R_eq = R₁ + 4.5 = 8 + 4.5 = 12.5 Ω

전원 전류

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

I_R1 = V₁/R_eq = 24/12.5 = 1.92 A

답

I_R1 = 1.92 A

2.저항의 직렬·병렬

답: I_R1 = 1.177 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 = 4 + 3 = 7 Ω

R₄ ∥ 7 = 4.773 Ω

R₃ + 4.773 = 34.77 Ω

R₂ ∥ 34.77 = 10.48 Ω

R_eq = R₁ + 10.48 = 15 + 10.48 = 25.48 Ω

전원 전류

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

I_R1 = V₁/R_eq = 30/25.48 = 1.177 A

답

I_R1 = 1.177 A

3.마디 해석

답: P_Is = 3.432 W

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 A에서 KCL

저항을 통해 A에서 나가는 전류는 전원이 A(으)로 밀어 넣는 전류와 같습니다.

V_A/R₂ + (V_A − V₁)/R₁ + (V_A − V_B)/R₃ = 0

V_A/5 + (V_A − 10)/6 + (V_A − V_B)/5 = 0

0.5667·V_A − 0.2·V_B = 1.667

마디 B에서 KCL

저항을 통해 B에서 나가는 전류는 전원이 B(으)로 밀어 넣는 전류와 같습니다.

V_B/R₄ + (V_B − V_A)/R₃ = I_s

V_B/3 + (V_B − V_A)/5 = 1

−0.2·V_A + 0.5333·V_B = 1

풀기

Δ = (0.5667)(0.5333) − (−0.2)(−0.2) = 0.2622

V_A = Δ₁/Δ = 1.089/0.2622 = 4.153 V

V_B = Δ₂/Δ = 0.9/0.2622 = 3.432 V

전류원이 공급하는 전력

전원은 Iₛ를 접지(0 V)에서 V_B로, 마디 B을(를) 향해 위로 밀어 올립니다. 전류가 + 단자에서 나오는 전원은 P = V·I를 공급합니다.

P_Is = V_B·I_s = 3.432·1 = 3.432 W

답

P_Is = 3.432 W

4.마디 해석

답: V_B = 0.7407 V

마디 A에서의 KCL

저항을 통해 A에서 나가는 전류는 전원이 A로 밀어 넣는 전류와 같습니다.

(V_A − V₁)/R₁ + V_A/R₂ + (V_A − V_B)/R₃ = 0

0.2067·V_A − 0.08333·V_B = 0.4167

마디 B에서의 KCL

종속 전원은 g·V_A를 마디 B로 밀어 넣습니다. 독립 전원처럼 다룬 다음 V_A 항을 좌변으로 옮기세요.

(V_B − V_A)/R₃ + V_B/R₄ = 0.05·V_A

−0.1333·V_A + 0.4167·V_B = 0

풀기

Δ = (0.2067)(0.4167) − (−0.08333)(−0.1333) = 0.075

V_A = Δ₁/Δ = 0.1736/0.075 = 2.315 V

V_B = Δ₂/Δ = 0.05556/0.075 = 0.7407 V

답

V_B = 0.7407 V

5.망 해석

답: I₂ = 0.1667 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

6·I₁ + 15(I₁ − I₂) = 15

21·I₁ − 15·I₂ = 15

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 + 15(I₂ − I₁) = (−9)

−15·I₁ + 21·I₂ = −9

풀기

Δ = (21)(21) − (−15)(−15) = 216

I₁ = Δ₁/Δ = 180/216 = 0.8333 A

I₂ = Δ₂/Δ = 36/216 = 0.1667 A

답

I₂ = 0.1667 A

음의 망 전류는 반시계 방향으로 흐릅니다.

6.망 해석

답: V_R3 = −26.92 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

6·I₁ + 30(I₁ − I₂) = 18

36·I₁ − 30·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

20·I₂ + 30(I₂ − I₁) + 8(I₂ − I₃) = 0

−30·I₁ + 58·I₂ − 8·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

30·I₃ + 8(I₃ − I₂) = (−36)

−8·I₂ + 38·I₃ = −36

풀기

Δ = 계수 행렬의 행렬식 = 42840

I₁ = Δ₁/Δ = 29880/42840 = 0.6975 A

I₂ = Δ₂/Δ = 10152/42840 = 0.237 A

I₃ = Δ₃/Δ = −38448/42840 = −0.8975 A

답

I_R3 = I₃ = −0.8975 A

V_R3 = I_R3·R₃ = −0.8975·30 = −26.92 V

음의 망 전류는 반시계 방향으로 흐릅니다.

7.중첩의 원리

답: I_R2 = −2.653 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 · V₁만 작용

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

R₃+R₄ = 15+10 = 25 Ω

R₂ ∥ (R₃+R₄) = 4·25/(4+25) = 3.448 Ω

V_A = 24·3.448/(5+3.448) = 9.796 V

V_B = V_A·R₄/(R₃+R₄) = 9.796·10/25 = 3.918 V

I_R2′ = (0 − V_A)/R₂ = (0 − 9.796)/4 = −2.449 A

경우 2 · I_s만 작용

V₁이 단락되므로 R₁은 R₂와 병렬입니다. Iₛ는 B에서 R₄와 R₃를 지나는 경로로 나뉩니다.

R₁ ∥ R₂ = 5·4/(5+4) = 2.222 Ω

R_eq = R₄ ∥ (R₃+R₁∥R₂) = 10 ∥ 17.22 = 6.327 Ω

V_B = I_s·R_eq = 1·6.327 = 6.327 V

V_A = V_B·(R₁∥R₂)/(R₃+R₁∥R₂) = 6.327·2.222/17.22 = 0.8163 V

I_R2″ = (0 − V_A)/R₂ = (0 − 0.8163)/4 = −0.2041 A

성분을 더하기

I_R2 = I_R2′ + I_R2″

I_R2 = (−2.449) + (−0.2041) = −2.653 A

결과가 음수이면 실제로는 전류가 화살표와 반대로 흐른다는 뜻입니다.

8.중첩의 원리

답: V₂ = 36.1 V

경우 1 · V₁ 단독 작용

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

R₃ ∥ (R₂+R₄) = 12 ∥ 33 = 8.8 Ω

V_A = 12·8.8/(15+8.8) = 4.437 V

V_B = V_A·R₄/(R₂+R₄) = 4.437·25/33 = 3.361 V

경우 2 · I_s 단독 작용

두 전압원이 모두 단락됩니다. Iₛ는 B에서 R₄(이제 접지로)와, R₁ ∥ R₃와 직렬인 R₂로 나뉩니다. Iₛ의 화살표는 아래, 즉 마디에서 멀어지는 쪽을 향하므로 Iₛ는 그 마디에서 전류를 빼냅니다. 그 항은 음의 부호로 들어갑니다.

R₁ ∥ R₃ = 6.667 Ω, 따라서 왼쪽 경로는 R₂+6.667 = 14.67 Ω

R_eq = R₄ ∥ 14.67 = 9.244 Ω

V_B = −I_s·R_eq = −2.5·9.244 = −23.11 V

V_A = V_B·6.667/14.67 = −10.5 V

경우 3 · V₂ 단독 작용, 1 V당

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

R₁ ∥ R₃ = 6.667 Ω

V_A‴ = V₂·6.667/(25 + 8 + 6.667) = 0.1681·V₂

V_A를 0으로 두기

V_A = 0이면 R₃ 양단에 전압이 없으므로 전류는 0입니다.

V_A′ + V_A″ + V_A‴ = 4.437 + (−10.5) + 0.1681·V₂ = 0

V₂ = 6.067/0.1681 = 36.1 V

답

V₂ = 36.1 V

9.테브난·노턴

답: V_th = 19.2 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 = 3·12/(3+12) = 2.4 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 2.4 + 15 = 17.4 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) = 24·12/(3+12) = 19.2 V

10.테브난·노턴

답: V_th = −15.31 V

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

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

R₁ ∥ R₂ = 2·30/(2+30) = 1.875 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 1.875 + 4 = 5.875 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) = 14.06 + (−5)·1.875 = 4.688 V

V_th = V_B = V_A + I_s·R₃ = 4.688 + (−5)·4 = −15.31 V

11.연산 증폭기 회로

답: V_out = 0.6085 V

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.

입력 단자의 전압

R₃와 R₄에는 같은 전류가 흐르므로 전압 분배기를 이루며, 귀환이 V₋ = V₊가 되게 합니다.

V₊ = V₂·R₄/(R₃ + R₄) = 1.1·22/(47 + 22) = 0.3507 V

V₋ = V₊

반전 입력에서의 KCL

(−0.2 − 0.3507)/47 = (0.3507 − V_out)/22

V_out = (R₂/R₁)·(V₂ − V₁) = (22/47)·(1.1 − (−0.2)) = 0.6085 V

답

V_out = 0.6085 V

12.연산 증폭기 회로

답: V_out = 1.064 V

입력 전류와 증가율

kΩ × µF는 밀리초입니다.

RC = 47 kΩ · 1 µF = 47 ms

증가율 = −V_in/(RC) = −(−0.5)/47 = 0.01064 V/ms

주어진 시각의 출력

이상값이 ±V_sat 안에 있으므로 적분기는 아직 잘리지 않았습니다.

V_out = −V_in·t/(RC) = −(−0.5)·100/47 = 1.064 V

답

V_out = 1.064 V

13.RC·RL 과도 현상

답: v_C = 6.204 V

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 = 1·6.8/(1 + 6.8) = 0.8718 kΩ

v_C(∞) = 9·6.8/(1 + 6.8) = 7.846 V

시정수

τ = R_th·C = 0.8718·22 = 19.18 ms

충전 곡선

v_C(t) = 7.846·(1 − e^−30/19.18) = 6.204 V

답

v_C = 6.204 V

14.RC·RL 과도 현상

답: v_C = 12.43 V

초기값, 최종값, 시정수

커패시터 전압은 갑자기 변할 수 없으므로 저장된 값에서 시작해 전원 전압으로 향합니다.

v_C(0) = 15 V, v_C(∞) = V_s = 12 V

τ = R·C = 4.7 kΩ · 22 µF = 103.4 ms

v_C(t) = 12 + (15 − 12)·e^−t/τ

주어진 시각의 전압

v_C(200) = 12 + (3)·e^−200/103.4 = 12.43 V

답

v_C = 12.43 V

ExamProblems · examproblems.com/courses/circuit-analysis-1

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

전원 전류

답

먼 쪽 끝부터 저항 합치기

전원 전류

답

마디 A에서 KCL

마디 B에서 KCL

풀기

전류원이 공급하는 전력

답

마디 A에서의 KCL

마디 B에서의 KCL

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 · V1만 작용

경우 2 · Is만 작용

성분을 더하기

경우 1 · V1 단독 작용

경우 2 · Is 단독 작용

경우 3 · V2 단독 작용, 1 V당

VA를 0으로 두기

답

모든 전원을 끄고 Rth 구하기

개방 전압 Vth 구하기

모든 전원을 끄고 Rth 구하기

개방 전압 Vth 구하기

입력 단자의 전압

반전 입력에서의 KCL

답

입력 전류와 증가율

주어진 시각의 출력

답

커패시터에서 본 테브난 등가 회로

시정수

충전 곡선

답

초기값, 최종값, 시정수

주어진 시각의 전압

답

경우 1 · V₁만 작용

경우 2 · I_s만 작용

경우 1 · V₁ 단독 작용

경우 2 · I_s 단독 작용

경우 3 · V₂ 단독 작용, 1 V당

V_A를 0으로 두기

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

개방 전압 V_th 구하기

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

개방 전압 V_th 구하기