저항 10Ω, 인덕턱스 20mH를 직렬로 연결한 회로에 직류 전압 220V 를 인가한 경우 정상 상태에서 축척된 에너지는 몇 [J]인가?

① 0.484

② 4.84

③ 0.968

④ 9.68

핵심 해설

정답은 ②입니다. 직류 정상상태에서 인덕터 전류는 \(I=V/R=220/10=22A\)이고 저장에너지는 \(W=rac{1}{2}LI^2=0.5 imes0.02 imes22^2=4.84J\)입니다. 따라서 ‘4.84’이(가) 문제에서 요구하는 선택지입니다.

학습 포인트

이 문항은 인덕터 저장에너지 계산을 평가합니다. 인덕터 에너지 계산은 전자회로의 과도현상과 전원 차단 시 발생 가능한 전기적 스트레스를 이해하는 데 중요합니다.

선지별 해설

문제의 핵심 단서는 ‘저항 10Ω, 인덕턱스 20mH를 직렬로 연결한 회로에 직류 전압 220V 를 인가한 경우 정상 상태에서 축척된 에너지는 몇 ’입니다. 이 단서는 인덕터 저장에너지 계산의 정의, 기준 또는 계산식과 연결하여 판단하여야 합니다.
적용 기준은 다음과 같습니다. 직류 정상상태에서 인덕터 전류는 \(I=V/R=220/10=22A\)이고 저장에너지는 \(W=rac{1}{2}LI^2=0.5 imes0.02 imes22^2=4.84J\)입니다.
그러므로 최종 답은 ② ‘4.84’입니다. 다른 선택지는 이 기준과의 대응 관계 또는 계산값이 달라 정답이 되지 않습니다.
① [X] 이 선택지는 계산값과 일치하지 않습니다. 0.484J는 인덕턴스나 전류 제곱을 한 자리 작게 적용한 값입니다.
② [O] 이 선택지는 계산값과 일치합니다. 4.84J는 \(rac{1}{2}LI^2\)에 \(L=0.02H\), \(I=22A\)를 대입한 값입니다.
③ [X] 이 선택지는 계산값과 일치하지 않습니다. 0.968J는 전류 또는 계수를 잘못 적용한 결과입니다.
④ [X] 이 선택지는 계산값과 일치하지 않습니다. 9.68J는 \(1/2\) 계수를 빠뜨린 값에 해당합니다.

암기 팁

맞춤 꼼수

AI로 작성된 해설입니다.

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