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전기공사산업기사 ABCD파라미터 — 4단자 정수와 AD−BC=1

4단자 회로망은 입력과 출력 두 쌍의 단자를 가진 상자로 표현한다. 이 상자의 입출력 관계를 네 개의 상수 A, B, C, D로 나타낸 것이 4단자 정수이며, 네 정수는 서로 독립이 아니라 하나의 관계식으로 묶여 있다. 각 정수가 어떤 차원을 가지는지도 함께 구분한다.

2026-10-23 기준 · 전기공사산업기사 대시보드

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뜻

4단자 회로는 입력측 전압·전류(V₁, I₁)와 출력측 전압·전류(V₂, I₂)를 하나의 회로망으로 묶어 표현한 것이다. 기본식은 V₁ = AV₂ − BI₂, I₁ = CV₂ − DI₂ 로 정리되며, 이때 계수 A, B, C, D를 4단자 정수라 한다.

네 정수는 서로 독립이 아니다. 어떤 4단자 회로든 AD − BC = 1 이라는 관계식을 항상 만족한다. 유도해서 얻는 성질이 아니라 정의에서 늘 성립하는 관계이므로 암기 대상이다. 따라서 세 정수를 알면 나머지 하나는 이 식으로 계산해 구한다.

각 정수는 측정 조건에 따라 차원이 갈린다. 출력측을 개방(I₂=0)하면 C = I₁/V₂ 가 되어 전류를 전압으로 나눈 값, 즉 어드미턴스 차원이다. 출력측을 단락(V₂=0)하면 B = −V₁/I₂ 가 되어 전압을 전류로 나눈 임피던스 차원이다. A와 D는 같은 양끼리의 비인 전압비·전류비이므로 단위가 없다.

같은 2포트 회로를 h 파라미터로도 나타낸다. h 파라미터는 이름에 측정 조건이 담겨 있어 h11은 단락입력임피던스, h12는 개방역전압비, h21은 단락순전류비, h22는 개방출력 어드미턴스가 된다. 어드미턴스 차원을 가지는 것은 h22 하나뿐이다.

예제

4단자 정수 문제는 AD − BC = 1 하나로 수치와 단위를 동시에 확인하는 꼴이 많다. A, B, D가 주어지면 C = (AD − 1)/B 로 계산하고, C의 단위가 어드미턴스임을 확인해 임피던스 단위가 붙은 선지를 먼저 소거한다.

예를 들어 A = 1.02, B = 2[Ω], D = 1.02 이면 AD = 1.0404 이므로 1.0404 − 2C = 1 에서 C = 0.0404/2 ≈ 0.02 가 된다. 이 값의 단위는 옴이 아니라 모(℧)이다.

복소수 정수가 나오면 나눗셈을 켤레복소수 곱으로 정리한다. A가 8이고 B가 허수 j2, D가 실수부 3과 허수부 j2의 합으로 주어지면 AD는 24 + j16이 되고, C는 (23 + j16)을 j2로 나눈 값, 즉 (23 + j16)(−j)/2 = 8 − j11.5 가 된다. 실수부와 허수부가 모두 맞아야 정답이다.

차원을 묻는 문제는 정의 조건만 떠올리면 된다. 출력 개방에서 A·C, 출력 단락에서 B·D를 정의하므로 C는 어드미턴스, B는 임피던스, A·D는 무차원으로 갈린다.

자주 묻는 물음

4단자 정수 네 개는 어떤 관계를 만족하나요?
항상 AD − BC = 1 을 만족한다. 세 정수를 알면 나머지 하나를 이 식으로 계산해 구한다.
4단자 정수 가운데 어드미턴스 차원을 가지는 것은 무엇인가요?
C가 어드미턴스 차원이다. 출력측을 개방하면 C = I₁/V₂ 가 되어 전류를 전압으로 나눈 값이 되기 때문이다. B는 임피던스, A와 D는 무차원이다.
h 파라미터에서 개방출력 어드미턴스는 무엇인가요?
h22가 개방출력 어드미턴스이다. h11은 단락입력임피던스, h12는 개방역전압비, h21은 단락순전류비이며, 어드미턴스 차원은 h22 하나뿐이다.
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