Ch1. Problems Solution.
1-1. 전압원이 12V의 이상전압과 0.5Ω의 내부저항을 갖는다고 가정한다.
전압원이 안정하려면 부하저항값은 얼마인가?
R L≥ 100R S -(1-2)
R L≥ 100(0.5Ω )
R L≥ 50Ω
부하 저항 R L 은 50Ω 보다 크거나
sol)
∴
같으면 안정 전압원이 된다
1-2. 부하저항이 270Ω에서 100KΩ까지 변화한다.
안정전압원으로 있으려면 전원이 가져야 할 최대 내부저항은 얼마인가?
R S≤ 0.01R L -(1-1)
R S≤ 0.01(270Ω )
R S≤ 2.7Ω
∴ 최대 내부 저항은 2.7Ω이 된다.
1-3. 회중전등 전지의 내부저항이 1Ω이다.
회중전등 전지가 안정으로 보이려면 부하저항 값은 얼마인가?
R L≥ 100R S (1-2)
R L≥ 100(1Ω )
R L≥ 100Ω
sol)
∴ 회중전등 전지가 안정한 부하 저항은
100Ω 보다
크거나 같으면 된다.
1-4. 자동차 전지의 내부저항이 0.06Ω이다.
자동차 전지가 안정적으로 보이려면 부하저항 값은 얼마인가?
R L≥ 100R S (1-2)
R L≥ 100(0.06Ω )
R L≥ 6 Ω
sol)
∴ 자동차 전지가 안정한 부하 저항은
6Ω 보다
크거나 같으면 된다
1-5. 전압원의 내부저항이 0.05Ω이다. 흐르는 전류가 2A일 때 내부저항에서 강하하는 전압은 얼마인가?
sol)
V = IR = (2A )(0.0 5Ω )= 0.1V
∴ 내부 저항에서의 전압 강하는
0.1V이다.
1-6.그림 1-17에서 이상적인 전압이 9V이고, 내부저항
이 0.4Ω이다. 만약 부하저항이 0이라면 부하전류는 얼
마인가?
9V
I= V
R = 0.4Ω = 22.5A
1-7. 전류원이 10mA의 이상적인 전류와 20MΩ의 내부저항을 갖는다고 가정한다. 전류원이 안정으로 보이
려면 부하저항 값은 얼마인가?
∴
R L≤ 0.01R S
(1-4)
= 0.01(20㏁ )= 200㏀
안정전압원의 부하 저항은 200ΚΩ 보다
sol)
작거나 같으면 된다.
1-8. 부하저항이 270Ω에서 100KΩ까지 변화한다. 이 부하저항을 안정전류원으로 구동하려면 전원의 내부저
항은 얼마인가?
∴
R S≥ 100R L = 100(100㏀ ) = 10㏁
안정전류원으로 구동하려면 전원의 내부저항은 10MΩ이다.
1-9. 내부저항이 100KΩ인 전류원이 있다. 전류원이 안정하려면 최대 부하저항은 얼마인가?
R L≤ 0.01R S
(1-4)
≤ 0.01(100㏀ ) = 1㏀
∴ 안정전류원의 최대 부하 저항은
1ΚΩ이다.
1-10. 그림 1-18에서 이상적인 전류가 10mA이고 내부저항이 100KΩ이다. 만약 부하저항이 0이라면 부하전
류는 얼마인가?
R L = 0.01R S =0.01(100 ㏀ ) = 1㏀
⇒
V TH = I NR N =(10㎃ )(10 0㏀ ) = 1000V
1000V
TH
I L = R V+
R = 100㏀ +0 = 10㎃
TH
L
1-11.
Ω
Ω
R L = 0.01R S (1-4)
= 0.01(250㏀ ) = 2.5㏀
250㏀ = 4.80㎃
I L = I T R R+SR =5㎃ 250㏀
+10㏀
S
L
∴ 안정전류원은 0Ω에서 2.5KΩ까지이므로 부하저항이 10KΩ이므로 이것은 안정전류원이 아니다.
1-12 그림1-19에서 테브난 전압과 저항은 얼마인가?
V TH = V R2
㏀
V R2 = V S R R+2 R =36V 6㏀3+3
= 12V
㏀
1
2
)(6㏀ ) = 2㏀
R TH = (33㏀㏀+6
㏀
1-13 그림1-19에서 부하저항이 변할 때 부하전류는?
V TH
12V
I 0㏀ = V
R = R TH+ R L = 2㏀ +0 = 6㎃
V = 4㎃
I 1㏀ = 2㏀12+1
㏀
12
V
I 2㏀ = 2㏀ +2㏀ = 3㎃
V = 2.4㎃
I 3㏀ = 2㏀12+3
㏀
12
V
I 4㏀ = 2㏀ +4㏀ = 2㎃
V = 1.7㎃
I 5㏀ = 2㏀12+5
㏀
12
V
I 6㏀ = 2㏀ +6㏀ = 1.5㎃
1-14. 그림1-19에서 전원전압이 12V까지 감소시 테브난의 전압과 저항은?
V TH = V R2
㏀
V R2 = V S R R+2 R =12V 6㏀3+3
= 4V
㏀
1
2
)(6㏀ ) = 2㏀
R TH = RR+1RR2 = (33㏀㏀+6
㏀
1
2
1-15. 그림1-19서 모든 저항이 2배가 되면?
V TH = V R2
V R2 = V S R R+2 R =36V 12㏀6㏀
+6㏀ = 12V
1
2
㏀ )(6㏀ )
R TH = RR+1RR2 = (12
12㏀ +6㏀ = 4㏀
1
2
1-16. 테브난등가를 노튼등가로?
R N = R TH = 3㏀
15V
TH
I N= V
R TH = 3㏀ = 5㎃
1-17. 노튼등가를 테브난등가로?
R N = R TH = 10㏀
V TH = I NR N = (10㎃ )(10㏀ )= 100V
1-18. 그림1-19의 노튼등가?
R N = R TH = 2㏀
12V
TH
I N= V
R TH = 2㏀ = 6㎃
고장수리(그림1-19에서)
1-19. 부하전압이 36V 시 :
R1
SHORT
1-20. 부하전압이 0이고, 전지와 부하저항은 정상인 경우 :
a. R1
OPEN
b. R2
SHORTED
1-21. 부하전압이 0이고, 모든 저항이 정상인 경우 :
전원(battery) or interconnecting wiring.
1-22. 부하전압이 12V인 경우 :
RL OPEN
응용문제(Critical)
1-23.
6V = 0.04Ω
R = VI = 150
A
1-24.
V S = V RS + V L
V RS = V S - V L=10V -9V= 1V
9V
L
I RS = I L = V
R L = 75Ω = 120㎃
1V = 8.33Ω
R S = VI RS = 120
㎃
RS
R S < 0.01R L (1-1)
8.33Ω < 0.01(75Ω )≤0.75Ω
1-25.
∴ 안정전압원이 아니다.
부하 저항을 연결하지 않고 단자 전압을 측정
1-26. 부하저항을 연결하지 않고, 내부전압압 과 전류원을 Zero,
저항을 측정
1-27.
Thevenin 정리는 여러 저항값을 사용할 때 쉽게 문제를 풀 수 있다.
1-28.
부하저항을 제거하고, 전압을 측정하면 테브난의 전압을 측정,
부하저항을 제거하고, 배터리를 단락 시킨 후 부하측에서 저항 측정
1-29.
R S > 100R L (1-3)
R S > 100(10㏀ ) = 1㏁
V = IR = (1㎃ )(1㏁ )= 1000V
1-30.
V L = V S R R+2 R
1
2
R
2
R 1 = V S V - R 2= 30V15(1V㏀ ) -1㏀= 1㏀
L
R
R
)(1㏀ ) = 500Ω
R TH = R +1 R2 = (11㏀㏀+1
㏀
1
2
1-31.
R S < 0.01R L =0.01(1㏁ )= 10㏀
V L = V S R R+2 R
1
2
R
㏀)
R 1 = V S V 2 - R 2 = (30V10)(5
-5㏀= 10㏀
V
L
㏀ )(5㏀ )
R TH = RR+1RR2 = (10
10
㏀
+5㏀ = 3.33㏀
1
2
1-32. ① 먼저, Thevenin 전압을 측정하기 위해 부하저항을 개방하여야 한다.
② 그 부하저항 양단의 전압을 측정한다.
③ Thevenin 저항을 측정하기 위해 전원을 0으로 만들어야 한다.(단락을 시킴)
④ 부하저항 양단의 저항을 측정한다.
⑤ 그 값으로 Thevenin 의 등가회로를 형성한다.
1-33.① 먼저 Thevenin 의 전압을 측정하기 위해 양단의 전압을 측정한다.
② 도선에 저항을 연결한다.
③ 그 저항의 전압을 측정한다.
④ 부하 저항의 전류를 계산한다.
⑤ Thevenin 의 전압에서 부하 전압을 감한다.
⑥ 전류로 전압차를 분할하면 그것의 결과가 Thevenin 의 저항이다.
1-34.
V = 24.7㎂
TH
I L = R V+
= 60.148
R
㏀
+0
㏀
TH
L
0.148
V
I L = 6㏀ +1㏀ = 21.1㎂
V = 18.5㎂
I L = 60.148
㏀ +2㏀
V = 16.4㎂
I L = 60.148
㏀ +3㏀
V = 16.4㎂
I L = 60.148
㏀ +4㏀
V = 13.51㎂
I L = 60.148
㏀ +5㏀
0.148V = 12.3㎂
I L = 6㏀
+61㏀
1-35.
번호
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
내용
R1 Shorted
R1 Open or R2 Shorted
R1 Open or R2 Shorted
R3 Open
R3 Shorted
R2 Open or open at point
R4 Open or open at point
R2 Open or open at point
Open at point E
R4 Shorted
R4 Open or open at point
비 고
C
D
C
D