그림과 같은 회로에서 부하 \(R_L\)에서 소비되는 최대전력은 몇 [W]인가? (단, \(R_s\)는 전원의 내부저항이다.)

① 12W

② 36W

③ 72W

④ 144W

핵심 해설

그림에서 전원전압은 12V, 내부저항은 1Ω이므로 \(P_{max}=12^2/(4\times1)=36W\)입니다.

학습 포인트

이 문항은 최대전력 전달 조건을 평가합니다. 부하전력은 \(R_L=R_s\)일 때 최대가 되며, 최대전력은 \(P_{max}=V^2/(4R_s)\)입니다. 이러한 지식은 소방설비의 설계·점검·유지관리 또는 위험물 안전관리에서 기준을 정확히 적용하기 위해 필요합니다.

선지별 해설

문제에서 확인할 핵심 단서는 최대전력 전달 조건입니다. 부하전력은 \(R_L=R_s\)일 때 최대가 되며, 최대전력은 \(P_{max}=V^2/(4R_s)\)입니다.
제시 조건과 선택지를 비교하면 ‘36W’이 결정적인 기준과 일치합니다. 그림에서 전원전압은 12V, 내부저항은 1Ω이므로 \(P_{max}=12^2/(4\times1)=36W\)입니다.
따라서 정답은 ②입니다. 다른 선택지는 기준값, 정의, 분류 또는 계산 결과가 문항의 핵심 조건과 일치하지 않습니다.
① [X] 이 선택지는 ‘12W’이지만, 문항에서 요구하는 기준값 또는 계산값은 ‘36W’입니다. 부하전력은 \(R_L=R_s\)일 때 최대가 되며, 최대전력은 \(P_{max}=V^2/(4R_s)\)입니다. 따라서 이 값은 문제 조건과 일치하지 않습니다.
② [O] 이 선택지는 정답 기준값인 ‘36W’과 일치합니다. 부하전력은 \(R_L=R_s\)일 때 최대가 되며, 최대전력은 \(P_{max}=V^2/(4R_s)\)입니다. 문제 조건을 적용하면 이 값이 도출되므로 적절합니다.
③ [X] 이 선택지는 ‘72W’이지만, 문항에서 요구하는 기준값 또는 계산값은 ‘36W’입니다. 부하전력은 \(R_L=R_s\)일 때 최대가 되며, 최대전력은 \(P_{max}=V^2/(4R_s)\)입니다. 따라서 이 값은 문제 조건과 일치하지 않습니다.
④ [X] 이 선택지는 ‘144W’이지만, 문항에서 요구하는 기준값 또는 계산값은 ‘36W’입니다. 부하전력은 \(R_L=R_s\)일 때 최대가 되며, 최대전력은 \(P_{max}=V^2/(4R_s)\)입니다. 따라서 이 값은 문제 조건과 일치하지 않습니다.

암기 팁

최대전력 전달 문제는 부하저항을 내부저항과 같게 두는 조건이 핵심입니다.

맞춤 꼼수

‘최대전력’과 ‘내부저항 \(R_s\)’가 보이면 \(P_{max}=V^2/(4R_s)\)를 바로 적용하시면 됩니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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