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2012년 회로이론 중간시험 및 답안지

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(1)

전기회로 2012-1학기 중간시험

※다음 문제에 대하여 답을 구하시오. 문제 풀이과정이 없는 경우에는 감전 처리됨 1. 다음 문제에 대해 답하시오.(40) ① 오옴(Ohm) 법칙을 쓰시오. ② 저항이 R1, R2가 직렬 연결되어 있을 때 합성 저항은? ③ 저항이 R1, R2가 병렬 연결되어 있을 때 합성 저항은? ④ 전류 I가 R1, R2가 병렬(R1//R2) 연결되어 있는 회로에 흐를 때, 각각 R1과 R2에 흐르는 전류는? ⑤ 평균값과 실효값(RMS value)의 차이에 대해 설명하시오. ⑥ 독립전압전원, 독립전류전원, 종속전압전원, 종속전류전원을 그리시오. ⑦ 참새가 고압선에 앉아 있어도 죽지 않는 이유를 설명하시오. ⑧ 3분 동안에 180000J의 일을 하였다면 전력은? ⑨ 10A의 전류를 흘렸을 때 전력이 200W인 저항에 20A의 전류를 흘리면 전 력은 몇 [W]인가? ⑩ 키르히호프의 전류 법칙(KCL)과 전압법칙(KVL)에 대해 설명하시오. 2. 저항을 읽는 법은 4색 칼라코드법과 5색 칼라코드법 2가지가 있다. 각각의 읽는 방법을 설명하시오.(6) 3. 저항 회로의 해석법에는 노드(node) 해석법과 메시(mesh) 해석법이 있다. 각각 의 해석방법 및 절차에 대해서 기술하시오.(6) 4. 다음 회로에서 각각의 저항에 의해 소모되는 전력값은? (6)

+

-+

-9Ω

4Ω

8Ω

12V

16V

3A

i

1

i

2

i

3

(2)

5. 회로에서 vx의 값을 구하시오.(6) 6. 회로에 노드해석법을 적용하여 각 노드의 전압 값을 구하라.(6) 7. 메시해석법을 이용하여 세 개의 메시 전류를 구하시오.(6) 8. 다음 회로의 a-b 단자에서 본 전체 저항[Ω]은?(6) ① ② 2Ω 2Ω 3Ω 6Ω 6Ω 6Ω a b a b 5Ω 2Ω 6Ω 3Ω 18Ω 6Ω

(3)

9. 다음 회로에 메시해석법을 적용하여 iA, iB, iC의 값을 구하시오.(6) 10. 다음 회로에서 전류 ix의 값을 구하시오.(6) R2 2Ω

3 8A - vx +

+-R3 15A 37V ix 6A R2 12Ω 6kΩ

+-

iB iA 3kΩ

+-21kiB iC 21V 11. 다음 회로에서R의 저항 값을 구하시오(6) 8Ω 12Ω

4Ω 15A R + 16V -15A

(4)

전기회로 2012-1학기 중간시험

※다음 문제에 대하여 답을 구하시오. 문제 풀이과정이 없는 경우에는 감전 처리됨 1. 다음 문제에 대해 답하시오.(40) ① 오옴(Ohm) 법칙을 쓰시오. ② 저항이 R1, R2가 직렬 연결되어 있을 때 합성 저항은? ③ 저항이 R1, R2가 병렬 연결되어 있을 때 합성 저항은? ④ 전류 I가 R1, R2가 병렬(R1//R2) 연결되어 있는 회로에 흐를 때, 각각 R1 과 R2에 흐르는 전류는? 총 전류 : I V = IR (V:전압, I:전류, R:저항) 2 1 R R R = + 2 1 1 1 1 R R R = + R R 총 전류 : I R1에 흐르는 전류 : R2에 흐르는 전류 : ⑤ 평균값과 실효값(RMS value)의 차이에 대해 설명하시오. - 평균값 : 교류 순시값의 1주기 동안의 평균 - 실효값(rms 값) : 교류를 직류로 환산했을 때의 값 ⑥ 독립전압전원, 독립전류전원, 종속전압전원, 종속전류전원을 그리시오. ⑦ 참새가 고압선에 앉아 있어도 죽지 않는 이유를 설명하시오. 전류는 전압차가 있을 때만 흐른다. 참새가 않은 전선은 모두 도체이기 때문에 전압차가 없다고 볼수 있기 때문에 참사에게는 전압이 걸리지 않는다. I R R R I 2 1 2 1 = + I R R R I 2 1 1 1 = +

]

[

)

(

1

0 2

V

dt

t

v

T

v

T rms

=

]

[

)

(

1

0

V

dt

t

v

T

v

T avg

=

독립 종속

(5)

⑧ 3분 동안에 180000J의 일을 하였다면 전력은? ⑨ 10A의 전류를 흘렸을 때 전력이 200W인 저항에 20A의 전류를 흘리면 전력 은 몇 [W]인가? ⑩ 키르히호프의 전류 법칙(KCL)과 전압법칙(KVL)에 대해 설명하시오. 키르히호프의 전류 법칙(KCL) : 하나의 노드를 중심으로 들어오는 전류 값의 합은 그 노드에서 나가는 전류 값의 합과 같다 ] [ 800 2 20 2 ] [ 200 100 10 2 2 2 W R W R R R I IV P = × ⇒ = ∴ = = × = = = ] [ 1 ] [ 1000 60 3 180000 ] / [J s W kW dt dW P = = × = = 키르히호프의 전압 법칙(KVL) :하나의 폐회로를 형성하는 모든 소자에 대 하여 소자에 의한 전압상승분의 합은 소자에 의한 전압강하분의 합과 같다.

(6)

2. 저항을 읽는 법은 4색 칼라코드법과 5색 칼라코드법 2가지가 있다. 각각의 읽는 방 법을 설명하시오.(6) 3. 저항 회로의 해석법에는 노드(node) 해석법과 메시(mesh) 해석법이 있다. 각각의 해석방법 및 절차에 대해서 기술하시오.(6) 1)노드해석법 : 접지노드를 제외한 모든 노드에서 KCL을 적용하여 방정식을 유도하고 각 노드에서의 접지전압 값을 계산하는 방법 - 접지 전압전원 : KCL대신 접지전압변수에 관한 제약식(주어진 값)을 사용 - 부유 전압전원 : 부유전압전원이 연결된 두 노드를 묶어서 super-node를 만들고, 이 슈퍼 노드에 대한 KCL 방정식과 전원에 대해 주어진 제약식을 사용해 2개의 독립방정식을 만들어 해석한다. 2) 메시해석법 : 모든 메시에 각각 KVL을 적용하여 방정식을 유도하고, 각 메시에서 전류 값을 계산해서 회로를 해석하는 방법 - 독립전류전원이 한 개의 메시에만 속해 있는 경우 • KVL을 적용하는 대신, 회로에서 직접 얻을 수 있는 제약식을 사용해서 해석 - 독립전류전원이 두 개의 메시사이에 있는 경우 • 메시를 연결하여 super-mesh를 만들고, 이 슈퍼메시에 대한 KVL 방정식과 전원에 대한 제약식을 찾아서 2개의 독립방정식을 만들어 회로를 해석

(7)

4. 다음 회로에서 각각의 저항에 의해 소모되는 전력값은? (6) 5. 회로에서 vx의 값을 구하시오.(6)

+

-+

-9Ω

4Ω

8Ω

12V

16V

3A

i

1

i

2

i

3

W

i

i

W

i

W

i

36

,

8

4

32

,

9

9

(

)

81

4

4

×

12

=

×

22

=

×

1

+

2 2

=

A

i

A

i

A

i

2

,

3

2

1

8

16

,

3

4

12

3 2 1

=

=

=

=

=

=

V

v

v

v

V

v

V

v

v

v

v

v

v

v

v

KCL

b

node

v

v

v

v

v

KCL

a

node

V

v

c

node

b a x b a b a c b b a b b a b a a c

5

5

.

17

5

.

22

5

.

17

,

5

.

22

0

10

7

.

0

1

.

0

)

(

5

.

0

1

.

0

)

(

1

.

0

:

5

1

.

0

3

.

0

)

(

1

.

0

2

.

0

:

20

=

=

=

=

=

=

+

=

+

+

=

=

+

=

(8)

6. 회로에 노드해석법을 적용하여 각 노드의 전압 값을 구하라.(6) 7. 메시해석법을 이용하여 세 개의 메시 전류를 구하시오.(6)

V

v

V

v

v

v

v

v

v

v

v

i

KCL

b

node

v

v

v

v

v

v

v

i

v

v

KCL

a

node

V

v

c

node

v

i

b a b a b a b b a b b a b a a b a b a c c b b

4

.

0

,

8

0

2

1

.

0

)

1

1

.

0

9

.

0

(

1

.

0

1

)

(

1

.

0

9

.

0

:

2

16

125

.

0

3

.

0

)

1

.

0

9

.

0

(

)

075

.

0

1

.

0

125

.

0

(

075

.

0

)

(

1

.

0

9

.

0

)

(

125

.

0

:

16

1

=

=

=

=

+

+

=

+

=

×

=

=

+

+

+

+

=

+

=

=

A

i

A

i

A

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

KVL

b

mesh

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

KVL

i

i

i

i

c

a

mesh

c a b b b b b a b a a b a c b a c b b a b b a a b a c b a a c b c b a a c a c

5

.

7

,

5

.

2

,

5

.

0

200

100

5

)

15

10

(

13

30

15

10

15

10

)

5

(

2

15

3

0

2

15

3

)

(

2

10

)

(

3

0

:

5

13

30

)

5

(

4

5

9

50

4

5

9

50

6

4

50

)

(

2

)

(

3

100

:

5

5

:

mesh

super

&

=

=

=

=

=

=

+

=

+

+

=

+

=

+

+

=

=

+

+

=

+

=

+

+

+

+

=

+

=

=

대입

위식에

(9)

8. 다음 회로의 a-b 단자에서 본 전체 저항[Ω]은?(6) ① ② 2Ω 2Ω 3Ω 6Ω 6Ω 6Ω a b a b 5Ω 2Ω 6Ω 3Ω 18Ω 6Ω

=

+

+

=

+

+

+

+

=

11

24

1

8

1

1

5

6

18

1

2

6

1

1

5

R

3Ω 양단에 전압차가 없으므로 무시 가능

=

+

+

+

+

+

=

6

6

1

6

1

6

1

1

2

1

2

1

1

3

R

9. 다음 회로에 메시해석법을 적용하여 iA, iB, iC의 값을 구하시오.(6)

24

8

R2 12Ω 6kΩ

+-

iB iA 3kΩ

+-21kiB iC 21V

mA

i

mA

i

mA

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

KVL

b

mesh

i

i

i

i

KVL

A

mesh

A B C C C C C B C B C B B C B A C B C B C B B B A B A

333

.

4

,

333

.

1

,

3

21

7

21

3

4

21

3

9

7

3

0

7

2

0

4

9

12

27

12

6

21

:

7

2

6

3

21

:

=

=

=

=

=

+

=

+

=

+

=

+

+

+

=

+

+

=

=

+

=

+

=

=

적용

(10)

10. 다음 회로에서 전류 ix의 값을 구하시오.(6) 11. 다음 회로에서R의 저항 값을 구하시오(6) R R2 2Ω

3 8A - vx +

+-R3 15A 37V ix 6A 2

i

1

i

i

3

A

i

i

i

A

i

A

i

i

i

i

A

A

i

x

6

7

1

6

,

7

8

15

,

8

2 3 3 2 2 2 1 1

=

+

=

=

=

=

⇒∴

=

=

=

- 8Ω과 12Ω 병렬저항의 합성저항은 - R과 Rp는 직렬연결이고, 직렬연결에 흐르는 전류는 다음과 같다. 8Ω 12Ω

4Ω 15A + 16V -Ω = = + = 4.8 24 5 1 12 1 8 1 1 p R Ω = = ⇒∴ + = ⇒ + = = × + + = 2 . 3 44 8 . 140 16 8 . 140 60 8 . 8 60 16 15 4 4 R R R R R A R R i p

(11)

9. 다음 회로에 메시해석법을 적용하여 iA, iB, iC의 값을 구하시오.(6) 10. 다음 회로에서 전류 ix의 값을 구하시오.(6) R2 2Ω

3 8A - vx +

+-R3 15A 37V ix 6A R2 12Ω 6kΩ

+-

iB iA 3kΩ

+-21kiB iC 21V 11. 다음 회로에서R의 저항 값을 구하시오(6) 8Ω 12Ω

4Ω 15A R + 16V -15A

참조

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