기전력 10 V, 내부 저항 50 Ω인 직류 전원에 부하 저항 RL을 연결한다. RL을 바꿨을 때 부하에서 소비되는 전력의 최댓값은?

정답: C. 0.5 W

부하의 전력이 최대가 되는 것은 RL이 내부 저항과 같은 50 Ω일 때입니다(최대 전력 전달 정리). 이때 전류는 10 V/(50 Ω + 50 Ω) = 0.1 A이고, 부하의 전력은 (0.1 A)² × 50 Ω = 0.5 W입니다. V²/(4R) = 100/200 = 0.5 W로도 쓸 수 있습니다. 전원이 내는 전력은 10 V × 0.1 A = 1 W이고 절반은 내부 저항에서 손실되므로 효율은 50%입니다. 고주파 회로에서는 정합을 취해 이 조건을 사용하지만, 전원 회로나 송전에서는 효율을 우선하여 부하 저항을 내부 저항보다 훨씬 크게 합니다.