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소방설비기사(전기분야) · 2009년 · 2회 · 필기

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시험지 모드

38.

다음 그림에서 \(I_2\)는 몇 [A]인가?

① 0.05A

② 0.3A

③ 0.55A

④ 0.6A

핵심 해설

좌측 중간 노드를 기준으로 두면 상부 노드는 2V, 하부 우측 노드는 4V가 됩니다. 우측 중간 노드 전압 \(V\)에 대해 \((V-2)/4+V/3+(V-4)/4=0\)이므로 \(V=1.8V\), 따라서 \(I_2=V/3=0.6A\)입니다.

학습 포인트

이 문항은 전압원과 저항으로 이루어진 직류회로에서 가지전류를 구하는 문제입니다. 노드전압법을 적용하면 여러 전원과 저항이 있는 회로의 전류방향을 체계적으로 산정할 수 있습니다.

선지별 해설

그림에서 \(I_2\)는 오른쪽 중간 노드에서 왼쪽 중간 노드 방향으로 3Ω 저항을 흐르는 전류입니다.
기준 노드를 왼쪽 중간점으로 두고 우측 중간점 전압을 구하면 1.8V가 됩니다.
3Ω 저항 전류는 \(1.8/3=0.6A\)이므로 정답은 ④입니다.
① [X] 0.05A는 회로의 전압원 2V, 4V와 저항 3Ω, 4Ω 조건을 적용한 노드해석 결과보다 훨씬 작습니다.
② [X] 0.3A는 3Ω 저항 양단 전압을 0.9V로 보는 경우에 해당하지만 노드전압은 1.8V입니다.
③ [X] 계산값은 0.55A가 아니라 \(1.8/3=0.6A\)입니다.
④ [O] 노드전압법으로 구한 3Ω 저항 전류 \(I_2\)가 0.6A입니다.

암기 팁

여러 전압원이 있는 회로는 전류분배보다 노드전압법이 안전합니다. 기준점을 정하고 KCL을 세우시면 부호 실수를 줄일 수 있습니다.

맞춤 꼼수

\(I_2\)가 흐르는 3Ω 저항의 양단 전압만 구하면 바로 전류가 나오므로, 먼저 해당 노드 전압을 구하는 전략이 유효합니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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