회로이론 2: 교류 회로: 벼락치기 팩

공식 모음, 모든 주제의 핵심 풀이 단계, 연습 문제 16개가 들어 있으며 전체 풀이는 맨 뒤에 있습니다.

새 문제 강의로 돌아가기

인쇄 창에서 “PDF로 저장”을 선택하면 기기에 사본을 보관할 수 있습니다.

1공식과 풀이 방법

복소수

직각 형식: z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
절댓값과 편각: |z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
극형식과 지수 형식: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·e^jθ
나눗셈: z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
곱과 몫: r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
드무아브르: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
n제곱근: z_k = R^1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
p² < 4q인 이차방정식: z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

방법

연산에 맞는 형식을 고르세요: 덧셈과 뺄셈에는 직각 형식 a + jb, 곱셈, 나눗셈, 거듭제곱, 거듭제곱근에는 극형식 r∠θ.
곱셈은 j² = −1로 전개하고, 나눗셈은 분자와 분모에 분모의 켤레복소수를 곱하세요.
r = √(a² + b²)로, θ는 점의 스케치(사분면 확인)로 변환하고, a = r cos θ, b = r sin θ로 되돌리세요.
거듭제곱에는 드무아브르 (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ를 쓰고, zⁿ = R∠φ는 n개의 근 R^1/n∠((φ + 360°k)/n)을 모두 나열하세요.

교류 임피던스와 페이저

임피던스: Z_R = R, Z_L = jωL, Z_C = 1/(jωC)
각주파수: ω = 2πf
크기와 위상각: |Z| = √(R² + X²), φ = atan(X/R)
페이저 옴의 법칙: V = I·Z

방법

주파수를 바꾸세요: ω = 2πf.
각 리액턴스를 구하세요: X_L = ωL, X_C = 1/(ωC).
임피던스는 Z = R + jX로 놓고 저항처럼 합성하세요.
크기 |Z| = √(R² + X²)와 각 φ = atan(X/R)을 구한 다음 페이저로 옴의 법칙을 쓰세요.

교류 전력과 역률

유효 전력: P = V·I·cos φ
무효 전력: Q = V·I·sin φ
피상 전력: S = V·I = √(P² + Q²)
역률: pf = cos φ = P/S
역률 보상 커패시터: Q_C = P(tan φ₁ − tan φ₂), C = Q_C/(ωV²)

LC 공진, Q 인자, 대역폭

고유 진동수: ω₀ = 1/√(LC), f₀ = 1/(2π√(LC))
에너지: W = ½CV₀² = ½Cv² + ½Li²
최대 전류: I_max = V₀√(C/L)
선택도: Q = 2π·(energy stored)/(energy lost per cycle)
직렬 RLC: Q = (1/R)√(L/C), BW = R/(2πL)
병렬 RLC: Q = R√(C/L), BW = 1/(2πRC)
대역폭: BW = f₂ − f₁ = f₀/Q, f₀ = √(f₁f₂)
반전력 주파수: f_1,2 = f₀(√(1 + 1/(4Q²)) ∓ 1/(2Q))
코일 저항 r이 있는 탱크 회로: R_D = L/(C·r) = Q²·r
진폭의 감쇠: e^−Rt/(2L)

방법

먼저 공진 주파수를 구하세요: ω₀ = 1/√(LC), f₀ = ω₀/(2π).
회로가 직렬인지 병렬인지 판단하세요: 직렬 Q = (1/R)√(L/C), 병렬 Q = R√(C/L).
대역폭은 BW = f₀/Q로 구하거나, 지름길 공식 R/(2πL)(직렬), 1/(2πRC)(병렬)를 사용하세요.
에너지 문제에서는 이상적인 LC 회로에서 전체 에너지 ½CV₀²이 일정하며 사분의 일 주기마다 C와 L 사이를 오간다는 점을 이용하세요.

3상 전력

Y 결선: V_L = √3·V_ph, I_L = I_ph
Δ 결선: V_L = V_ph, I_L = √3·I_ph
전체 유효 전력: P = √3·V_L·I_L·cos φ = 3·I_ph²·R
피상 전력과 무효 전력: S = √3·V_L·I_L, Q = P·tan φ
역률 개선용 커패시터: Q_C = P(tan φ₁ − tan φ₂), C = Q_C/(3ωV²)
각 커패시터에 걸리는 전압: Δ: V_L Y: V_L/√3
전동기 입력: P_in = P_out/η

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.

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.

2연습 문제

1.복소수보통

그림은 z = −1 + j3을(를) 보여 줍니다. w = 2∠−90°일 때 z·w을(를) 나타내는 점을 클릭하세요.

z = −1 + j3w = 2∠−90°

1A (3 + j)
2B (6 + j2)
3C (−2 + j6)
4D (−6 − j2)

2.복소수어려움

z² + 2z + 10 = 0을(를) 푸시오. 근은 a ± jb이다. 실수부 a을(를) 구하시오.

p = 2q = 10

a =

3.교류 임피던스와 페이저보통

직렬 RLC 회로가 24 V (실효값), 100 Hz 전원에 연결되어 있다. 전원에서 공급받는 유효 전력 P을(를) 구하시오.

V = 24 V (rms)f = 100 HzR = 50 ΩL = 150 mHC = 22 µF

P = W

4.교류 임피던스와 페이저어려움

직렬 RLC 회로가 50 V (실효값), 50 Hz 전원에 연결되어 있다. 회로의 공진 주파수 f₀을(를) 구하시오.

V = 50 V (rms)f = 50 HzR = 60 ΩL = 250 mHC = 4.7 µF

f₀ = Hz

5.교류 전력과 역률보통

단상 전동기가 400 V 전원에서 지상 역률 0.65로 5 kW를 소비한다. 전동기가 소비하는 무효 전력 Q을(를) 구하시오.

P = 5 kWpf = 0.65V = 400 V

Q = kvar

6.교류 전력과 역률어려움

단상 부하가 230 V, 50 Hz 전원에서 지상 역률 0.7로 45 kW를 소비한다. 병렬로 연결한 커패시터가 역률을 0.9(으)로 높인다. 새 선전류 I_new을(를) 구하시오.

P = 45 kWpf₁ = 0.7pf₂ = 0.9V = 230 Vf = 50 Hz

I_new = A

7.LC 공진, Q 인자, 대역폭보통

직렬 RLC 회로가 1 kHz에서 공진하고 Q = 2.5입니다. 낮은 쪽 반전력 주파수 f₁을(를) Hz 단위로 정확하게 구하시오.

f₀ = 1 kHzQ = 2.5

f₁ = Hz

8.LC 공진, Q 인자, 대역폭어려움

충전된 100 nF 커패시터가 전체 직렬 저항 2 Ω의 220 µH 코일을 통해 방전되어 진동이 서서히 사라집니다. 진폭은 e^−Rt/(2L)로 감쇠합니다. 진폭이 절반이 되기까지 진동이 몇 주기 n가 지나갑니까? (손실이 작으므로 주파수는 f₀입니다.)

L = 220 µHC = 100 nFR = 2 Ω

n =

9.3상 전력보통

상당 임피던스가 4 + j3 Ω인 평형 Y 결선 부하가 선간 전압 208 V의 평형 3상 전원에 연결되어 있다. 부하가 흡수하는 전체 유효 전력 P을(를) kW 단위로 구하시오.

V_L = 208 VZ = 4 + j3 Ω 상당

P = kW

10.3상 전력어려움

평형 3상 부하가 480 V(선간), 60 Hz 전원에서 역률 0.65(지상)로 250 kW를 소비한다. 부하에 병렬로 연결한 3상 커패시터 뱅크로 전체 역률을 0.92(지상)까지 높여야 한다. 유효 전력은 변하지 않는다. 커패시터는 Y 결선이다. 각 커패시터의 정전 용량 C_ph을(를) µF 단위로 구하시오.

P = 250 kWpf₁ = 0.65pf₂ = 0.92V_L = 480 Vf = 60 Hz

C_ph = µF

11.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 = 4.7 kΩR₂ = 6.8 kΩC = 33 µFt = 30 ms

v_C = V

12.RC·RL 과도 현상어려움

t = 0에서 스위치가 닫히기 직전, 커패시터 전압은 표시된 극성으로 2 V이다. v_C이(가) 4.4 V에 도달하는 데 걸리는 시간은? t을(를) 구하시오.

V_s = 10 VR = 6.8 kΩC = 22 µFv_C(0) = 2 V

t = ms

13.테브난·노턴보통

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

V₁ = 18 VR₁ = 20 ΩR₂ = 2 ΩR₃ = 8 ΩR_L = 12 Ω

I_L = A

14.테브난·노턴어려움

단자 a–b에서 본 테브난 전압 V_th을(를) 구하시오.

V₁ = 5 VI_s = 1 AR₁ = 8 ΩR₂ = 15 ΩR₃ = 10 Ω

V_th = V

15.보드 선도와 여유보통

그림의 직렬 RLC 대역 통과 필터에서 출력은 R = 2 Ω 양단에서 취하며, L = 1 mH, C = 1 µF입니다. −3 dB 대역폭 BW을(를) Hz 단위로 구하시오.

R = 2 ΩL = 1 mHC = 1 µF

BW = Hz

16.보드 선도와 여유어려움

단위 되먹임 루프의 개루프 전달함수는 L(s) = 6.5/(s(s + 1))이다. |L(jω)| = 1인 이득 교차 주파수 ω_c을(를) 구하시오.

L(s) = 6.5/(s(s + 1))

ω_c = rad/s

3용액

1.복소수

답: B (6 + j2)

극형식: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·e^jθ이며 r = |z|, θ = arg z입니다. 직각 형식으로 되돌리면 a = r cos θ, b = r sin θ입니다. 편각은 사분면을 따져야 합니다. θ = atan(b/a)는 a > 0일 때만 맞고, a < 0이면 180°를 더하거나 뺍니다. 극형식에서는 곱셈이 쉽습니다. 절댓값을 곱하고 편각을 더하며, 나눗셈은 절댓값을 나누고 편각을 뺍니다.

w의 효과

|z·w| = 2·|z|, arg(z·w) = arg z + (−90)°

그 점

z·w = 6 + j2 → B

답

B (6 + j2)

2.복소수

답: a = −1

드무아브르와 거듭제곱근: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. 방정식 zⁿ = R∠φ는 정확히 n개의 근을 가지며, 모두 절댓값이 R^1/n이고 편각은 k = 0, 1, …, n − 1에 대해 (φ + 360°·k)/n입니다. 근들은 원 위에 360°/n 간격으로 고르게 놓입니다. p² < 4q인 이차방정식 z² + pz + q = 0은 복소수 근 z = −p/2 ± j√(q − p²/4)를 가지며, 실수 계수 다항식의 복소수 근은 항상 켤레 쌍 a ± jb로 나타납니다.

판별식

p² − 4q = 4 − 40 = −36 < 0

근의 공식

z = (−2 ± j√36)/2 = −1 + j3, −1 − j3

답

a = −1

답

a = −1

3.교류 임피던스와 페이저

답: P = 9.665 W

페이저를 이용한 교류 회로: 저항, 인덕터, 커패시터의 임피던스는 R, jωL, 1/(jωC)이며 ω = 2πf입니다. 직렬에서는 임피던스를 저항처럼 더하되 복소수로 계산합니다. 실효 전류와 전압은 |Z|를 쓴 옴의 법칙을 따릅니다.

리액턴스

X_L = 94.25 Ω, X_C = 72.34 Ω

임피던스

|Z| = √(50² + (21.9)²) = 54.59 Ω

유효 전력

인덕터와 커패시터는 에너지를 저장했다가 돌려줄 뿐이며, 저항이 유효 전력을 모두 흡수합니다.

I = 24/54.59 = 0.4397 A

P = I²·R = 0.4397²·50 = 9.665 W

답

P = 9.665 W

4.교류 임피던스와 페이저

답: f₀ = 146.8 Hz

공진

공진 시 유도성 리액턴스와 용량성 리액턴스가 상쇄됩니다: ωL = 1/(ωC). 전원 주파수와는 관계없습니다.

f₀ = 1/(2π√(LC)) = 1/(2π·√(0.25·4.7·10⁻⁶)) = 146.8 Hz

답

f₀ = 146.8 Hz

5.교류 전력과 역률

답: Q = 5.846 kvar

교류 전력: 피상 전력 S = V·I (VA)는 유용한 일을 하는 유효 전력 P = S·cos φ (W)와, 전원과 부하 사이를 오가는 무효 전력 Q = S·sin φ (var)로 나뉩니다. 역률은 cos φ입니다. 병렬 커패시터가 무효 전력을 현장에서 공급하므로 같은 유효 전력에서 선전류가 줄어듭니다.

위상각

φ = arccos(0.65) = 49.46°, tan φ = 1.169

무효 전력

Q = P·tan φ = 5·1.169 = 5.846 kvar

답

Q = 5.846 kvar

6.교류 전력과 역률

답: I_new = 217.4 A

보상 전후의 무효 전력

유효 전력 P는 변하지 않고, 전원에서 끌어오는 무효 전력만 변합니다.

Q₁ = P·tan φ₁ = 45·tan(45.57°) = 45.91 kvar

Q₂ = P·tan φ₂ = 45·tan(25.84°) = 21.79 kvar

Q_C = Q₁ − Q₂ = 24.11 kvar

새 선전류

I_new = P/(V·cos φ₂) = 45000/(230·0.9) = 217.4 A

답

I_new = 217.4 A

7.LC 공진, Q 인자, 대역폭

답: f₁ = 819.8 Hz

Q 인자와 대역폭: 공진 회로에서 Q = 2π·(저장된 에너지)/(한 주기당 손실된 에너지)입니다. 직렬 RLC에서는 Q = ω₀L/R = (1/R)√(L/C), 병렬 RLC에서는 Q = R/(ω₀L) = R√(C/L)입니다. 반전력 주파수 f₁과 f₂(전력이 절반이고 전류나 전압이 최댓값의 1/√2인 주파수) 사이의 대역폭은 BW = f₂ − f₁ = f₀/Q이며, 직렬에서는 R/(2πL), 병렬에서는 1/(2πRC)입니다. 공진 주파수는 기하평균 f₀ = √(f₁f₂)이고, f_1,2 = f₀(√(1 + 1/(4Q²)) ∓ 1/(2Q))입니다. 손실은 진동을 감쇠시키기도 합니다: 직렬 RLC에서 진폭은 e^−Rt/(2L)로 줄어듭니다.

제곱근 항

√(1 + 1/(4·2.5²)) = 1.02

낮은 쪽 반전력 주파수

f₁ = 1000·(1.02 − 0.2) = 819.8 Hz = 819.8 Hz

답

f₁ = 819.8 Hz

높은 쪽은 f₂ = 1.22 kHz입니다. 확인: f₂ − f₁ = 400 Hz = f₀/Q.

8.LC 공진, Q 인자, 대역폭

답: n = 5.174

진폭의 반감기

t = 2·0.00022·ln 2/2 = 0.0001525 s

주기 수

n = t·f₀ = 0.0001525·33932 = 5.174

답

n = 5.174

지름길: Q = 23.45이면 n = Q·ln 2/π.

9.3상 전력

답: P = 6.922 kW

상전압

V_ph = 208/√3 = 120.1 V

상전류

|Z| = √(4² + 3²) = 5 Ω

I_ph = 120.1/5 = 24.02 A

전체 유효 전력

각 임피던스의 저항 성분만 유효 전력을 흡수합니다.

P = 3·I_ph²·R = 3·24.02²·4 = 6.922 kW

답

P = 6.922 kW

확인: cos φ = R/|Z| = 0.8이고, √3·V_L·I_L·cos φ도 같은 전력을 줍니다.

10.3상 전력

답: C_ph = 2139 µF

평형 3상 계통: Y(성형) 결선에서는 선간 전압이 상전압의 √3배, V_L = √3·V_ph이고, 선전류는 상전류와 같습니다. Δ(삼각) 결선에서는 선간 전압이 상전압과 같고 선전류는 상전류의 √3배, I_L = √3·I_ph입니다. 전체 전력은 한 상 전력의 세 배입니다: P = 3·V_ph·I_ph·cos φ = √3·V_L·I_L·cos φ. 역률 개선: 커패시터는 무효 전력을 부하 가까이에서 공급합니다, Q_C = P·(tan φ₁ − tan φ₂). 세 커패시터는 각각 Q_C/3 = V²·ω·C를 공급하며, 여기서 V는 그 커패시터에 걸리는 전압으로 Δ 뱅크에서는 V_L, Y 뱅크에서는 V_L/√3입니다.

보상 전후의 무효 전력

유효 전력은 변하지 않으므로 각 역률이 무효 전력을 결정합니다: Q = P·tan φ.

Q₁ = 250·tan(acos 0.65) = 250·1.169 = 292.3 kvar

Q₂ = 250·tan(acos 0.92) = 250·0.426 = 106.5 kvar

커패시터가 공급하는 무효 전력

Q_C = Q₁ − Q₂ = 185.8 kvar

상당 정전 용량

Y 뱅크에서 각 커패시터는 선과 중성점 사이에 연결됩니다.

V = 480/√3 = 277.1 V, ω = 2π·60 = 377 rad/s

C_ph = (Q_C/3)/(ω·V²) = 61928/(377·277.1²) = 2139 µF

답

C_ph = 2139 µF

11.RC·RL 과도 현상

답: v_C = 1.485 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 = 4.7·6.8/(4.7 + 6.8) = 2.779 kΩ

v_C(∞) = 9·6.8/(4.7 + 6.8) = 5.322 V

시정수

τ = R_th·C = 2.779·33 = 91.71 ms

충전 곡선

v_C(t) = 5.322·(1 − e^−30/91.71) = 1.485 V

답

v_C = 1.485 V

12.RC·RL 과도 현상

답: t = 53.36 ms

초기값, 최종값, 시정수

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

v_C(0) = 2 V, v_C(∞) = V_s = 10 V

τ = R·C = 6.8 kΩ · 22 µF = 149.6 ms

v_C(t) = 10 + (2 − 10)·e^−t/τ

시간에 대해 풀기

4.4 = 10 + (−8)·e^−t/τ → e^−t/τ = (4.4 − 10)/(2 − 10) = 0.7

t = τ·ln((2 − 10)/(4.4 − 10)) = 149.6·ln(1.429) = 53.36 ms

답

t = 53.36 ms

13.테브난·노턴

답: I_L = 0.075 A

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 = 20·2/(20+2) = 1.818 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 1.818 + 8 = 9.818 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) = 18·2/(20+2) = 1.636 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) = 1.636/(9.818 + 12) = 0.075 A

14.테브난·노턴

답: V_th = 18.48 V

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

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

R₁ ∥ R₂ = 8·15/(8+15) = 5.217 Ω

R_th = (R₁ ∥ R₂) + R₃ = 5.217 + 10 = 15.22 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) = 3.261 + 1·5.217 = 8.478 V

V_th = V_B = V_A + I_s·R₃ = 8.478 + 1·10 = 18.48 V

15.보드 선도와 여유

답: BW = 318.3 Hz

주파수 응답: 전달함수에 s = jω를 대입하세요. 데시벨 크기는 20·log₁₀|H(jω)|이고 위상은 분자 인수들의 각도의 합에서 분모 인수들의 각도를 뺀 값입니다. 1차 RC 또는 RL 필터의 차단(−3 dB) 주파수는 ω_c = 1/(RC) 또는 R/L이며 f_c = ω_c/(2π)입니다. 저역 통과 필터는 |H| = 1/√(1 + (ω/ω_c)²)와 φ = −atan(ω/ω_c)를 줍니다. 점근(직선) 보드 선도에서 각 극점은 차단 주파수에서 크기를 10배 주파수당 20 dB씩 아래로 꺾고, 각 영점은 10배 주파수당 20 dB씩 위로 꺾으며, 적분기 1/s는 모든 주파수에서 −20 dB/decade를 줍니다. 이득 교차 주파수 ω_c: |L(jω)| = 1(0 dB); 위상 여유 PM = 180° + ∠L(jω_c). 위상 교차 주파수 ω₁₈₀: ∠L(jω) = −180°; 이득 여유 GM = −20·log₁₀|L(jω₁₈₀)| dB. 두 여유가 모두 양수이면 폐루프는 안정합니다.

공진 주파수

ω₀ = 1/√(LC) = 1/√(0.001·1 × 10⁻⁶) = 31623 rad/s

f₀ = ω₀/(2π) = 5033 Hz

대역폭

BW = R/L = 2/0.001 = 2000 rad/s = 318.3 Hz

답

BW = 318.3 Hz

16.보드 선도와 여유

답: ω_c = 2.453 rad/s

이득 교차

ω⁴ + 1ω² − 42.25 = 0

ω² = (−1 + √(1 + 4·42.25))/2 = 6.019

ω_c = 2.453 rad/s

답

ω_c = 2.453 rad/s

ExamProblems · examproblems.com/courses/circuit-analysis-2

회로이론 2: 교류 회로: 벼락치기 팩

1공식과 풀이 방법

복소수

방법

교류 임피던스와 페이저

방법

교류 전력과 역률

LC 공진, Q 인자, 대역폭

방법

3상 전력

RC·RL 과도 현상

방법

테브난·노턴

방법

2연습 문제

3용액

w의 효과

그 점

답

판별식

근의 공식

답

답

리액턴스

임피던스

유효 전력

답

공진

답

위상각

무효 전력

답

보상 전후의 무효 전력

새 선전류

답

제곱근 항

낮은 쪽 반전력 주파수

답

진폭의 반감기

주기 수

답

상전압

상전류

전체 유효 전력

답

보상 전후의 무효 전력

커패시터가 공급하는 무효 전력

상당 정전 용량

답

커패시터에서 본 테브난 등가 회로

시정수

충전 곡선

답

초기값, 최종값, 시정수

시간에 대해 풀기

답

모든 전원을 끄고 Rth 구하기

개방 전압 Vth 구하기

부하를 테브난 등가 회로에 연결하기

모든 전원을 끄고 Rth 구하기

개방 전압 Vth 구하기

공진 주파수

대역폭

답

이득 교차

답

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

개방 전압 V_th 구하기

모든 전원을 끄고 R_th 구하기

개방 전압 V_th 구하기