해설 보기
정답등가전압 4V, 등가저항 4옴입니다.
핵심 개념
테브난 등가회로 (전류원이 있는 회로의 Vth·Rth)
테브난 등가는 선형 회로를 하나의 전압원 Vth와 직렬저항 Rth로 축약하는 기법입니다. 등가전압 Vth는 a-b 단자를 개방했을 때의 개방전압이고, 등가저항 Rth는 모든 독립전원을 죽인(전류원은 개방, 전압원은 단락) 상태에서 단자에서 바라본 저항입니다. 이 회로에서 단자를 개방하면 a쪽 2옴에는 전류가 흐르지 않으므로, 2A 전류원의 전류는 4옴과 세로 2옴을 통해 흐릅니다.
선지별 해설
①개방 시 a쪽 2옴에는 전류가 없어 Vth는 세로 2옴 양단전압과 같고, 2A×2옴=4V입니다. 전류원을 개방하면 4옴 가지는 끊겨 Rth=2옴+2옴=4옴이 되어 정답입니다.
②등가전압 4V는 맞지만 등가저항 3.33옴은 4옴과 2옴을 병렬로 잘못 계산한 값이므로 틀렸습니다.
③등가저항 4옴은 맞지만 등가전압 12V는 세로 2옴에 걸리는 실제 전압(4V)과 맞지 않아 틀렸습니다.
④등가전압 12V, 등가저항 3.33옴 모두 실제 계산값(4V, 4옴)과 다르므로 틀렸습니다.
해설 보기
정답약 5.60×10^-4 C입니다.
핵심 개념
직렬 커패시터의 합성 정전용량과 전하량
커패시터를 직렬로 연결하면 합성 정전용량은 각 용량의 역수의 합의 역수로 구합니다(1/Ceq=1/C1+1/C2+1/C3). 직렬 회로에서는 모든 커패시터에 동일한 전하량 Q가 충전되며, Q=Ceq×V로 계산합니다. 따라서 C1에 충전되는 전하량은 합성용량과 인가전압으로 구한 전체 전하량과 같습니다.
선지별 해설