R-L 직렬 회로의 설명으로 옳은 것은?

① v, i는 각 다른 주파수를 가지는 정현파이다.

② v는 i보다 위상이 θ＝tan⁻¹(ωL/R)만큼 앞선다.

③ v와 i의 최대값과 실효값의 비는 \(\sqrt{R^2+(1/X_L)^2}\)이다.

④ 용량성 회로이다.

핵심 해설

R-L 직렬회로에서는 전압이 전류보다 \(\theta=\tan^{-1}(X_L/R)=\tan^{-1}(\omega L/R)\)만큼 앞섭니다. 같은 회로의 전압과 전류는 동일 주파수이며 회로 성질은 유도성입니다.

학습 포인트

이 문항은 R-L 직렬회로의 위상 관계을 평가합니다. 전압 선행, θ=tan⁻¹(ωL/R)를 정확히 구분하시면 화재 위험성 판단, 소방설비 설계·점검, 법규 적용 또는 전기회로 해석에서 부적절한 판단을 줄일 수 있습니다.

선지별 해설

문제에서 확인하여야 할 단서는 전압 선행, θ=tan⁻¹(ωL/R)입니다.
R-L 직렬회로에서는 전압이 전류보다 \(\theta=\tan^{-1}(X_L/R)=\tan^{-1}(\omega L/R)\)만큼 앞섭니다. 같은 회로의 전압과 전류는 동일 주파수이며 회로 성질은 유도성입니다.
따라서 정답은 ② 'v는 i보다 위상이 θ＝tan⁻¹(ωL/R)만큼 앞선다.'입니다.
① [X] 이 선택지는 문제에서 요구한 옳은 설명과 다릅니다. 'v, i는 각 다른 주파수를 가지는 정현파이다.'는 전압 선행, θ=tan⁻¹(ωL/R)라는 결정 단서와 맞지 않으므로 정답 선택지인 ②와 구별됩니다.
② [O] 이 선택지는 옳은 설명입니다. 'v는 i보다 위상이 θ＝tan⁻¹(ωL/R)만큼 앞선다.'는 R-L 직렬회로에서는 전압이 전류보다 \(\theta=\tan^{-1}(X_L/R)=\tan^{-1}(\omega L/R)\)만큼 앞섭니다. 같은 회로의 전압과 전류는 동일 주파수이며 회로 성질은 유도성입니다. 문제에서 요구한 기준과 직접 일치하므로 정답으로 적절합니다.
③ [X] 이 선택지는 문제에서 요구한 옳은 설명과 다릅니다. 'v와 i의 최대값과 실효값의 비는 \(\sqrt{R^2+(1/X_L)^2}\)이다.'는 전압 선행, θ=tan⁻¹(ωL/R)라는 결정 단서와 맞지 않으므로 정답 선택지인 ②와 구별됩니다.
④ [X] 이 선택지는 문제에서 요구한 옳은 설명과 다릅니다. '용량성 회로이다.'는 전압 선행, θ=tan⁻¹(ωL/R)라는 결정 단서와 맞지 않으므로 정답 선택지인 ②와 구별됩니다.

암기 팁

R-L 직렬회로의 위상 관계 문제는 '전압 선행, θ=tan⁻¹(ωL/R)'처럼 결정 단서가 되는 용어·수치·공식이 반복적으로 출제됩니다. 관련 개념을 단독으로 암기하기보다 적용 대상과 함께 묶어 기억하시면 실제 시험에서 선택지를 안정적으로 판별하실 수 있습니다.

맞춤 꼼수

보기에서 '전압 선행, θ=tan⁻¹(ωL/R)'와 직접 연결되는 표현을 먼저 찾으시면 됩니다. 수치형 문제는 단위를 확인하고, 법규형 문제는 권한자·면적·시간·층수처럼 기준을 결정하는 단어가 정답 판별의 핵심입니다.

AI로 작성된 해설입니다.

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