[기출문제] 한국외대 글로벌캠 회로이론 2025-1 중간 기출문제 (정답 포함)

한국외대 글로벌캠 회로이론 2025-1 중간 기출문제 (정답 포함)

 

 

 

1. 시험 정보

 

학교/과목	한국외대 글로벌캠/회로이론
시험명	2025-1 중간
교수명	박영철 교수님
문항수/형식	풀이형 3문제
정답/해설	✅ 있음
파일형식	pdf

 

 

 

2. 출제 범위 & 키워드

 

회로이론 기본소자 특성 및 회로해석(전압·전류 관계식, 전류분배/전압분배, 등가저항 및 소스변환)

 

 

📚 키워드

 

 

 

 

 

3. 기출 미리보기

 

 

1.Determine the current–voltage (i–v) relationships for the current source, voltage source, and resistor shown in the figure.

 

 

 

4. 자료 보기

 

 

[기출 문제] 

 

1.Determine the current–voltage (i–v) relationships for the current source, voltage source, and resistor shown in the figure. 3. Determine the currents I₁, I₂, and I₃ in the circuit shown. 4. Use resistance reduction and source transformation to find V_x in the circuit. All resistance values are in ohms.

 

 

[정답]

 

1. 전류원(Current source)의 i–v 관계는 전압과 무관하게 전류가 항상 일정하므로 i = I₀ 이다. 따라서 i–v 그래프는 전류 I₀에서의 수평선이다. 전압원(Voltage source)의 i–v 관계는 전류와 무관하게 전압이 항상 일정하므로 v = V₀ 이다. 따라서 i–v 그래프는 전압 V₀에서의 수직선이다. 저항(Resistor)의 i–v 관계는 오옴의 법칙에 따라 전류가 전압에 비례하므로 i = v / R 이다. 따라서 i–v 그래프는 원점을 지나는 직선이며, 기울기는 1/R이다. 3. (1) 전류 방향 설정 그림에 표시된 화살표 방향을 기준으로 가지전류를 I1(오른쪽 세로 가지), I2(가운데 가지 2Ω–4Ω), I3(윗가지 6Ω)로 둔다. (2) 각 소자 전압강하(오옴의 법칙) 6Ω 저항 전압: V3 = 6I3 2Ω 저항 전압: V1 = 2I2 4Ω 저항 전압: V2 = 4I2 3Ω 저항 전압: V4 = 3I1 (3) KVL(폐회로 방정식) 세우기 -아래 큰 루프 L1에 대해 KVL 루프를 따라가면 3Ω과(전압강하 3I1), 가운데 가지의 등가저항(2Ω+4Ω=6Ω, 전압강하 6I2)이 있고, 왼쪽 전압원 12V와 오른쪽 전압원 24V가 포함된다. 부호 기준을 그림 해설과 동일하게 두면 3I1 + 6I2 = -12 -위쪽 루프 L2에 대해 KVL 윗가지 6Ω(전압강하 6I3)와 가운데 가지 6Ω(전압강하 6I2)가 서로 비교된다. 즉, 두 가지의 전위차가 같아야 하므로 -6I2 + 6I3 = 0 (정리하면 I2 = I3) (4) KCL(노드 전류 법칙) 세우기 Node 1(또는 Node 2)에서 전류의 합을 맞추면, 그림 기준으로 I1이 들어오고, I2와 I3가 나간다고 보면 I1 - I2 - I3 = 0 (정리하면 I1 = I2 + I3) (5) 연립방정식(행렬) 형태 위의 3개 식을 그대로 정리하면 3I1 + 6I2 + 0I3 = -12 0I1 - 6I2 + 6I3 = 0 1I1 - 1I2 - 1I3 = 0 따라서 행렬로는 [ 3 6 0 ] [ I1 ] [ -12 ] [ 0 -6 6 ] [ I2 ] = [ 0 ] [ 1 -1 -1 ] [ I3 ] [ 0 ] (6) 해 구하기(대입으로 빠르게) 둘째 식에서 -6I2 + 6I3 = 0 → I3 = I2 셋째 식에서 I1 = I2 + I3 = I2 + I2 = 2I2 이를 첫째 식에 대입하면 3(2I2) + 6I2 = -12 6I2 + 6I2 = -12 12I2 = -12 → I2 = -1 A 그러면 I3 = I2 = -1 A I1 = 2I2 = -2 A 최종 답 I1 = -2 A, I2 = -1 A, I3 = -1 A 4. (1) 병렬저항 축소(왼쪽 묶음) 처음 회로에서 왼쪽에는 16Ω이 두 개가 병렬로 연결되어 있다. 따라서 16Ω ∥ 16Ω = (16×16)/(16+16) = 8Ω 이 된다. 이렇게 해서 왼쪽 병렬 16Ω 두 개를 8Ω 하나로 바꾼다. (2) 병렬저항 축소(오른쪽 묶음) 오른쪽 끝에도 16Ω이 두 개가 병렬이므로 16Ω ∥ 16Ω = 8Ω 로 축소한다. 따라서 오른쪽 끝 묶음도 8Ω 하나로 바뀐다. (3) 왼쪽 부분 저항 축소(직렬+병렬) 이제 왼쪽은 위쪽에 4Ω이 직렬로 있고, 그 다음에 8Ω과 12Ω이 같은 두 노드 사이에 연결되어 병렬 구조가 된다. 즉 4Ω 뒤에 (8Ω ∥ 12Ω) 형태이므로 8Ω ∥ 12Ω = (8×12)/(8+12) = 96/20 = 4.8Ω 따라서 왼쪽 전체는 4Ω + 4.8Ω = 8.8Ω 로 등가화된다. 그 다음 그림 전개에서는 이를 한 번 더 정리해서, 최종적으로 전류원과 병렬로 걸리는 등가저항이 3Ω이 되도록 축소한다. (중간 과정에서 병렬/직렬 묶음을 계속 줄여서 3Ω 형태로 만든다.) (4) 소스 변환(전류원 → 전압원) 축소가 끝나면 회로는 “10A 전류원”이 “3Ω 저항”과 병렬로 연결된 형태가 된다. 전류원-저항 병렬(노턴형)은 전압원-저항 직렬(테브난형)으로 소스 변환이 가능하다. 변환된 전압원의 전압은 V = I × R = 10A × 3Ω = 30V 그리고 저항 3Ω은 전압원과 직렬로 그대로 유지된다. (5) 최종 회로에서 Vx 구하기(전압 분배) 소스 변환 후 최종 회로는 30V 전압원에 3Ω, 4Ω, 8Ω이 직렬로 연결된 단순 직렬회로가 된다. 이때 Vx는 4Ω 저항 양단 전압이므로 전압분배법을 쓴다. Vx = 30 × (4 / (3 + 4 + 8)) = 30 × (4/15) = 8V 따라서 최종 답은 Vx = 8V.

 

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