전기 기사 공부 - 저항/인덕턴스 병렬 회로 연습 문제

한 달 반 전부터 전기 기사 자격증 공부를 하고 있다. 문과 출신이라 관련 지식이 별로 없어서 상당히 어려운데, 그래도 평소에 관심이 있었던 수학과 전자의 움직임 등에 대해 알 수 있어서 가끔 재미가 쏠쏠하다. 오늘 오전에는 다음과 같은 문제를 풀었다.

단순히 전체 전류의 크기만 구하는 것이 아니라 그 위상까지 구해야 한다. 위상이 뭐냐고? 나도 이 공부하기 전까지 뭔지 몰랐다. 교류 전기 등 주기가 있는 것에서 주기 상 위치를 말한다.

자세한 내용은 생략하고, 아무튼 머리에 떠오르는 방식대로 풀어 가다가 막혀서 교재 해설을 보고 다른 방식으로 푸는 것을 알게 되었다. 그리고는 왜 내 방식대로 안 풀렸던 것인가를 고민했다. 역시, 내 방식으로도 풀 수 있었다. 다만 복소좌표계와 삼각함수를 제대로 이해해야 했다. 손으로 이리저리 공식을 만지작거렸으나 해결되지 않았다. 그래서 EveryCircuit이라는 프로그램을 돌렸다. 이 프로그램은 회로를 가상으로 만들고 각 부분의 전압이나 전류를 확인해 볼 수 있는 시뮬레이션이다. 17,000원 주고 샀다. 아래 에니메이션은 각 부분의 전류 특성 곡선을 보여 준다.

여러 숫자를 넣어보고 회로를 여러 번 뜯어 고쳐보고 나서 원리를 이해했다. 5시간 반이 걸렸다. 이제 인덕턴스가 포함된 회로에서 전류의 크기 변화를 좀 알 것 같다. 상당히 뿌듯하다.

참고로, 회로 각 부분의 전압, 전류의 값이 궁금한 분은 아래 그림을 참조하시라.