해설 보기
정답ㄴ(이상 전압원의 내부저항은 0[Ω])과 ㄹ(실제 전압원의 내부저항은 전원과 직렬 접속)만 옳습니다.
핵심 개념
이상적인 전원과 실제 전원의 내부저항 모델
전원 모델링의 기본을 묻는 문항입니다. 이상적인 전압원은 부하와 무관하게 단자전압이 일정해야 하므로 내부저항이 0[Ω](단락과 같은 상태)이고, 이상적인 전류원은 부하와 무관하게 전류가 일정해야 하므로 내부저항이 무한대[Ω](개방과 같은 상태)입니다. 실제 전원은 이 이상적 조건에서 벗어나므로 내부저항을 함께 그려 주는데, 실제 전압원은 이상 전압원에 내부저항을 '직렬'로, 실제 전류원은 이상 전류원에 내부저항을 '병렬'로 연결한 등가회로로 나타냅니다. 이 직렬/병렬 관계가 테브난 등가와 노턴 등가를 서로 변환하는 근거가 됩니다.
선지별 해설
①ㄱ이 틀렸습니다. 이상적인 전류원의 내부저항은 1[Ω]이 아니라 무한대(∞)여야 합니다. 내부저항이 유한하면 그쪽으로 전류가 새어 부하 전류가 부하값에 따라 달라지기 때문입니다.
②ㄱ(이상 전류원 내부저항 1[Ω])과 ㄷ(실제 전류원의 내부저항을 직렬 접속으로 변환)이 모두 틀렸습니다. 실제 전류원의 내부저항은 전원과 병렬로 붙습니다.
③ㄴ은 이상적인 전압원의 내부저항이 0[Ω]이라는 정확한 서술이고, ㄹ은 실제 전압원을 이상 전압원과 내부저항의 직렬 접속으로 등가화한다는 테브난 등가회로의 정의 그대로이므로 둘 다 옳습니다.
④ㄹ은 옳지만 ㄷ이 틀렸습니다. 실제 전류원(노턴 등가)의 내부저항은 전원과 '병렬'로 접속하며, 직렬로 붙이면 전류원 전류가 그대로 유지되어 내부저항이 아무 역할도 하지 못합니다.
해설 보기
정답KCL 식은 I_R1 + I_R2 + I_R3 = 0이 아니라 I_R1 = I_R2 + I_R3이므로 ④가 옳지 않습니다.
핵심 개념
키르히호프 법칙과 마디·루프의 개수 세기
회로 해석의 기초인 마디(node)·루프(loop) 개수와 키르히호프 법칙(KCL·KVL)을 함께 묻는 문항입니다. 마디는 두 개 이상의 소자가 만나는 접속점이고, 루프는 출발점으로 되돌아오는 닫힌 경로입니다. KVL은 임의의 닫힌 경로를 한 바퀴 돌 때 전압 상승과 강하의 합이 0이라는 법칙이고, KCL은 한 마디로 '들어오는 전류의 합 = 나가는 전류의 합'이라는 법칙입니다. KCL을 식으로 쓸 때는 화살표 방향(들어오는지 나가는지)에 따라 부호를 반드시 구분해야 하며, 이 문항의 함정도 바로 그 부호에 있습니다.