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소방설비기사(전기분야) · 2017년 · 2회 · 필기

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시험지 모드

31.

그림과 같은 회로 A, B 양단에 전압을 인가하여 서서히 상승시킬 때 제일 먼저 파괴되는 콘덴서는? (단, 누전체의 재질 및 두께는 동일한 것으로 한다.)

단, 누전체의 재질 및 두께는 동일한 것으로 한다.

① 1C

② 2C

③ 3C

④ 모두

핵심 해설

직렬 콘덴서에는 같은 전하가 저장되며, 각 콘덴서 전압은 \(V=Q/C\)이므로 정전용량이 작을수록 전압이 큽니다. 1µF가 가장 작은 용량이므로 먼저 파괴될 가능성이 큽니다.

학습 포인트

이 문항은 직렬 연결된 콘덴서에서 정전용량과 전압분담의 관계를 묻습니다. 콘덴서 절연내력 검토에서는 정전용량이 작을수록 더 큰 전압이 걸릴 수 있다는 점을 고려하여야 합니다.

선지별 해설

회로도는 1µF, 2µF, 3µF 콘덴서가 A-B 사이에 직렬로 연결된 형태입니다.
직렬 콘덴서에서는 전하가 같고 전압은 정전용량에 반비례합니다.
가장 작은 1µF 콘덴서에 가장 큰 전압이 걸리므로 정답은 ①입니다.
① [O] 1C는 1µF로 가장 작은 정전용량이므로 직렬회로에서 가장 큰 전압이 걸려 먼저 파괴될 가능성이 큽니다.
② [X] 2C는 2µF로 1µF보다 큰 용량이므로 전압분담이 1C보다 작습니다.
③ [X] 3C는 3µF로 가장 큰 용량이므로 제시된 세 콘덴서 중 전압분담이 가장 작습니다.
④ [X] 모두 동시에 파괴된다고 보려면 전압분담이 같아야 하지만 용량이 서로 달라 전압분담이 같지 않습니다.

암기 팁

직렬 콘덴서에서는 작은 용량이 큰 전압을 부담합니다. 저항 직렬분압과 반대처럼 느껴질 수 있으므로 \(V=Q/C\)로 확인하시면 좋습니다.

맞춤 꼼수

직렬 콘덴서 문제에서 ‘먼저 파괴’가 나오면 가장 작은 µF 값을 먼저 찾으시면 됩니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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