해설 보기
정답중첩의 원리는 선형 회로에서만 적용되므로 '모든 회로에서 적용된다'는 서술이 틀렸습니다.
핵심 개념
중첩의 원리와 회로해석 기본정리의 성립 조건
회로해석의 기본 정리들이 각각 어떤 조건에서 성립하는지를 묻는 문항입니다. 중첩의 원리는 회로가 선형(linear)일 때만 성립하는 정리로, 다이오드·트랜지스터 같은 비선형 소자가 포함된 회로에는 적용할 수 없습니다. 반면 키르히호프 전류법칙(KCL)은 전하 보존에서 유도되므로 선형·비선형을 가리지 않고 모든 집중정수 회로에서 성립합니다. 테브난 등가회로와 노튼 등가회로는 같은 회로를 전압원 기준과 전류원 기준으로 바꿔 표현한 것이므로 등가저항이 서로 같고, 저항 부하의 최대전력전달 조건은 부하저항이 테브난 등가저항과 같아질 때입니다.
선지별 해설
①중첩의 원리는 선형성(비례성과 가산성)이 전제되어야 성립합니다. 비선형 소자가 포함된 회로에서는 각 전원이 단독으로 만든 응답을 단순히 더할 수 없으므로 '모든 회로'라는 표현이 틀렸고, 이 선지가 정답입니다.
②테브난 등가회로와 노튼 등가회로는 전원 변환으로 서로 오갈 수 있는 관계이므로 등가저항이 동일합니다. 두 회로 사이에는 V_th = I_N × R_N 관계가 성립합니다.
③임의의 마디에서 들어오는 전류의 합과 나가는 전류의 합이 같다는 키르히호프 전류법칙(KCL) 서술입니다. 마디에 전하가 축적되지 않는다는 전하 보존 법칙에서 나오므로 항상 성립합니다.
④저항성 부하의 최대전력전달 조건은 R_L = R_th입니다. 이때 부하가 소비하는 전력은 V_th²/(4R_th)로 최대가 되며, 전달 효율은 50 %가 됩니다.
해설 보기
정답출력단자를 비반전단자에 연결하는 것은 부궤환이 아니라 정궤환이므로 틀린 설명입니다.
핵심 개념
이상적 연산증폭기의 특성과 부궤환 구조
이상적인 연산증폭기(op-amp)의 가정과 궤환(feedback) 연결 방식을 구분하는 문항입니다. 이상적 op-amp는 개방루프 이득이 무한대, 입력저항이 무한대, 출력저항이 0으로 가정하며, 입력저항이 무한대이므로 두 입력단자로 흐르는 전류가 0인 가상 개방(virtual open)이, 이득이 무한대이므로 두 입력단자 전압이 같아지는 가상 단락(virtual short)이 성립합니다. 궤환은 출력을 어느 입력단자로 되돌리느냐로 성격이 갈리는데, 반전단자(-)로 되돌리면 부궤환(negative feedback), 비반전단자(+)로 되돌리면 정궤환(positive feedback)입니다.