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
1i
2i
35. 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
9. 다음 회로에 메시해석법을 적용하여 iA, iB, iC의 값을 구하시오.(6) 10. 다음 회로에서 전류 ix의 값을 구하시오.(6) R2 2Ω
↑
3Ω 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 -15A전기회로 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 2V
dt
t
v
T
v
T rms=
∫
]
[
)
(
1
0V
dt
t
v
T
v
T avg=
∫
독립 종속⑧ 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.
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
4. 다음 회로에서 각각의 저항에 의해 소모되는 전력값은? (6) 5. 회로에서 vx의 값을 구하시오.(6)
+
-+
-9Ω
4Ω
8Ω
12V
16V
3A
i
1i
2i
3W
i
i
W
i
W
i
36
,
8
4
32
,
9
9
(
)
81
4
4
Ω
⇒
×
12=
Ω
⇒
×
22=
Ω
⇒
×
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 c5
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
=
−
=
−
=
∴
=
=
∴
=
−
+
−
=
−
+
+
−
⇒
=
−
=
−
+
⇒
=
⇒
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 b4
.
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 c5
.
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
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
Ω
=
+
+
=
+
+
+
+
=
11
24
1
8
1
1
5
6
18
1
2
6
1
1
5
R
3Ω 양단에 전압차가 없으므로 무시 가능Ω
=
+
+
+
+
+
=
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 21VmA
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 A333
.
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
:
=
−
=
−
=
∴
−
=
⇒
−
=
+
⇒
−
=
+
−
=
+
⇒
=
+
+
+
⇒
=
+
+
=
⇒
=
⇒
+
−
=
⇒
+
=
⇒
−
=
⇒
을
적용
10. 다음 회로에서 전류 ix의 값을 구하시오.(6) 11. 다음 회로에서R의 저항 값을 구하시오(6) R R2 2Ω
↑
3Ω 8A - vx + +-R3 15A 37V ix 6A 2i
1i
i
3A
i
i
i
A
i
A
i
i
i
i
A
A
i
x6
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 p9. 다음 회로에 메시해석법을 적용하여 iA, iB, iC의 값을 구하시오.(6) 10. 다음 회로에서 전류 ix의 값을 구하시오.(6) R2 2Ω