그림과 같이 콘덴서 3F와 2F가 직렬로 접속된 회로에 전압 100V를 가하였을 때 3F 콘덴서의 단자전압 V1은?

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① 30[V]

② 40[V]

③ 50[V]

④ 60[V]

핵심 해설

3F와 2F가 직렬이면 3F 콘덴서 전압은 \(100\times\frac{2}{3+2}=40V\)입니다.

학습 포인트

이 문항은 직렬 콘덴서의 전압 분배를 정확히 구별하는 능력을 평가합니다. 3F·2F 직렬과 V1와 관련된 기준을 알고 있으면 소방 설비의 선정, 점검, 법규 적용 또는 회로 해석에서 잘못된 판단을 줄일 수 있습니다.

선지별 해설

문제의 핵심 단서는 '3F·2F 직렬과 V1'입니다. 이 단서는 직렬 콘덴서의 전압 분배와 직접 연결됩니다.
적용하여야 할 기준은 직렬 콘덴서에서는 전하가 같고 전압은 정전용량에 반비례하여 분배됩니다. 따라서 선택지는 이 기준에 맞는 용어, 수치, 분류 또는 계산값인지 확인하여야 합니다.
3F와 2F가 직렬이면 3F 콘덴서 전압은 \(100\times\frac{2}{3+2}=40V\)입니다. 그러므로 최종 정답은 ②입니다. 다른 선택지는 이 기준과 수치, 명칭, 적용 범위 또는 법적 성격이 달라 부적절합니다.
① [X] 이 선택지는 계산 기준과 일치하지 않습니다. 직렬 콘덴서에서는 전하가 같고 전압은 정전용량에 반비례하여 분배라는 기준과 비교하면 PDF 답안표의 정답값과 다른 결과가 되므로 '30[V]'은(는) 부적절합니다.
② [O] 이 선택지는 계산값과 일치합니다. 3F와 2F가 직렬이면 3F 콘덴서 전압은 \(100\times\frac{2}{3+2}=40V\)입니다. 따라서 '40[V]'은(는) 문제 조건에서 도출되는 값입니다.
③ [X] 이 선택지는 계산 기준과 일치하지 않습니다. 직렬 콘덴서에서는 전하가 같고 전압은 정전용량에 반비례하여 분배라는 기준과 비교하면 PDF 답안표의 정답값과 다른 결과가 되므로 '50[V]'은(는) 부적절합니다.
④ [X] 이 선택지는 계산 기준과 일치하지 않습니다. 직렬 콘덴서에서는 전하가 같고 전압은 정전용량에 반비례하여 분배라는 기준과 비교하면 PDF 답안표의 정답값과 다른 결과가 되므로 '60[V]'은(는) 부적절합니다.

암기 팁

직렬 콘덴서의 전압은 저항과 달리 용량이 작은 쪽에 크게 걸린다는 점을 기억하시면 좋습니다.

맞춤 꼼수

3F 쪽 전압을 구할 때는 상대 용량 2F가 분자에 오는 반비례 분배식을 사용하시면 됩니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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