전기기사 CBT — 전기(산업)기사 필기 시험 대비

📌 핵심 개념

4단자망은 입력 포트(1-1′)와 출력 포트(2-2′)를 가진 2포트 회로망이다
Z 파라미터: $V_{1} = Z_{11} I_{1} + Z_{12} I_{2}$ , $V_{2} = Z_{21} I_{1} + Z_{22} I_{2}$ (출력 개방 조건으로 측정)
Y 파라미터: $I_{1} = Y_{11} V_{1} + Y_{12} V_{2}$ , $I_{2} = Y_{21} V_{1} + Y_{22} V_{2}$ (출력 단락 조건으로 측정)
ABCD(4단자) 정수: 입력·출력 전압·전류를 행렬로 연결, 종속 접속 시 행렬 곱으로 합성
영상 임피던스 $Z_{01}$ , $Z_{02}$ 는 4단자 정수 A, B, C, D로 표현되며 정합 조건에 사용
이상 변압기·자이레이터도 ABCD 파라미터 행렬로 표현 가능

Z 파라미터 측정 조건

Z_{11} = \frac{V _{1}}{I _{1}}_{I_{2} = 0}, Z_{12} = \frac{V _{1}}{I _{2}}_{I_{1} = 0}

Y 파라미터 측정 조건

Y_{11} = \frac{I _{1}}{V _{1}}_{V_{2} = 0}, Y_{12} = \frac{I _{1}}{V _{2}}_{V_{1} = 0}

ABCD 파라미터 정의식

(V_{1} I_{1}) = (A C B D) (V_{2} - I_{2})

A = \frac{V _{1}}{V _{2}}_{I_{2} = 0}, B = \frac{V _{1}}{- I _{2}}_{V_{2} = 0}, C = \frac{I _{1}}{V _{2}}_{I_{2} = 0}, D = \frac{I _{1}}{- I _{2}}_{V_{2} = 0}

ABCD 정수로 구한 입력 구동점 임피던스

Z_{11} = \frac{A}{C} (I_{2} = 0 개방), A D - B C = 1 (상반 회로)

종속 접속(Cascade) 합성 행렬

(A C B D) = (A_{1} C_{1} B_{1} D_{1}) (A_{2} C_{2} B_{2} D_{2})

A = A_{1} A_{2} + B_{1} C_{2}, B = A_{1} B_{2} + B_{1} D_{2}

영상 임피던스

Z_{01} = \frac{A B}{C D}, Z_{02} = \frac{B D}{A C}

이상 변압기 ABCD 행렬 (권수비 $a = n_{1} / n_{2}$ )

(A C B D) = (a 0 0 1/ a)

이상 자이레이터 ABCD 행렬 (파라미터 $r$ )

(A C B D) = (0 1/ r r 0), R_{1} = \frac{r ^{2}}{R _{2}}

H(하이브리드) 파라미터

H_{11} = \frac{V _{1}}{I _{1}}_{V_{2} = 0} (입력 임피던스, 출력 단락)

대칭 T형 회로 4단자 정수 (직렬 임피던스 $Z_{1}$ , 병렬 어드미턴스 $Y$ )

A = D = 1 + \frac{Z _{1}}{2} \cdot Y, B = Z_{1} (1 + \frac{Z _{1} Y}{4}), C = Y

Z·Y 파라미터 계산: 개방·단락 조건을 대입해 $V$ , $I$ 값을 직접 구하는 수치 계산 (T형·π형·L형 회로에서 자주 출제)
ABCD 정수 측정값으로 A, B, C, D 산출: 출력 개방 시 $A = V_{1} / V_{2}$ , $C = I_{1} / V_{2}$ , 출력 단락 시 $B = V_{1} / (- I_{2})$ , $D = I_{1} / (- I_{2})$ 대입 문제
종속 접속 합성 행렬: 두 4단자망 행렬을 곱해 $A$ , $B$ 값을 구하는 문제 (행렬 곱 순서 주의)
**영상 임피던스 $Z_{01}$ , $Z_{02}$ **: 공식 $A B / C D$ , $B D / A C$ 에 대입하는 L형·T형 회로 문제
이상 변압기·자이레이터 파라미터: 권수비 $a$ 로 ABCD 행렬 작성 또는 자이레이터 임피던스 변환 $R_{1} = r^{2} / R_{2}$ 적용

개방 → Z·A·C / 단락 → Y·B·D 로 외우기: 출력 개방( $I_{2} = 0$ )이면 Z파라미터·A·C 측정, 출력 단락( $V_{2} = 0$ )이면 Y파라미터·B·D 측정
대칭 회로 조건 $A = D$ , 상반 회로 조건 $A D - B C = 1$ 을 반드시 체크해 검산하라
종속 접속 행렬 곱은 왼쪽(입력 측) 행렬 × 오른쪽(출력 측) 행렬 순서가 바뀌면 오답 — 순서를 그림으로 확인하는 습관을 들일 것
자이레이터는 $R_{1} \cdot R_{2} = r^{2}$ (임피던스 역변환), 이상 변압기는 $B = 0$ , $C = 0$ 이 특징 — 파라미터 행렬의 구조적 특징으로 빠르게 판별