Transcript 전기 회로의 기초

기초전자회로 PPT.
Chapter
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전기회로의 기초
○ 생체의공학과
○ 생체의공학과
○ 생체의공학과
○ 생체의공학과
○ 생체의공학과
2011103766 송지훈
2011103773 이동규
2011103762 배정호
2011103772 이담우
2011104991 장승민
35%
20%
15%
15%
15%
전기 회로의 기초
개요
1. 전하(Charge), 전류(Current)
2. 전압(Voltage), 저항(Resistor), 전력(Power)
3. 회로(Circuit), KCL, KVL
① 전압원과 전류원
② 직렬회로와 병렬회로
③ 등가회로
④ 전압분배와 전류분배
⑤ 등가전원
기초전자회로
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전기 회로의 기초
전하 (Charge)

Charge(전하)의 기호 (simbol) : q , q(t)
단위 (unit)

최소 단위전하 :
: C (coulomb)
qe  1.6021019 C
ex) -1C의 전하량은 몇 개의 전자로 구성되나?
Ne  qe  1C
1
 Ne 
 6.251018 개
qe
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전기 회로의 기초
Example

예제:
R = 1mm
1m
density) = 1029 eletrons/m3
Qe = -1.602 X10-19 C
U(v) = 19.9 X 10-6 m/s
N(electron
I ?
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전기 회로의 기초
Solution


Qe = -1.602 X10-19 C
U(v) = 19.9 X 10-6 m/s
Q  Vnqe  r rnqe  50.3310 C
2
3
Q
I  u
L
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전기 회로의 기초
전류 (Current)

전류(current) : 단위시간동안 공간상의 어떤 점을 지나가는 전하의 양
(Amount of charge passing a point per unit time)
양전하의 이동방향 = 전류의 방향
Electron
dq (t )
Simbol : i (t ) 
dt
C
Unit :  A(ampere )
S
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전기 회로의 기초
전압 (Voltage)

전압(voltage) : 도체 내에 있는 두 점 사이의 전기적인 위치에너지 차
(change in energy that would be experienced by a change as it passes through a circuit)
dw(t )
Simbol : V (t ) 
dq
J
Unit :  V (volt )
C
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전기 회로의 기초
저항 (resistor)

저항(resistor) : 도체 내에 있는 두 점 사이의 전기적인 위치에너지 차
ℓ
S
R 
S
V
Simbol : R 
I
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V
Unit :  (ohm )
A
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전기 회로의 기초
전력 (Power)

전력(Power) : 단위 시간에 사용되는 에너지의 양
(time rate of change of energy)
dw dw dq
Simbol : P 


V I
dt dq dt
2
v
p  v i  R i2 
R
t
w
 v idt

Unit : V  A  W (watt)
< Passive sign convention >
- P(t) > 0 : 에너지 흡수 (device absorbs energy)
- P(t) < 0 : 에너지 공급 (device delivers energy)
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전기 회로의 기초
회로 (Circuit)

Element (소자, 전원, 신호원)
- 수동 소자 (Passive Device) : 에너지를 소비하는 소자
(저항, 인덕터, 커패시터 등) 소자 내 에너지 원천을 갖지 않음
- 능동 소자 (Active Device) : 에너지를 공급할 수 있는 소자 (전원)
전력 이득을 제공할 수 있는 소자 (트랜지스터, 증폭기 등)
- 전원 : 전압원, 전류원
- 신호원

Connection
- 직렬, 병렬연결
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전기 회로의 기초
회로 (Circuit) 의 소자들

저항 :
i
R
vRi
w  Ri2
v
L

인덕터 :
v
C

커패시터 :
di
di
dt
dt
1
w  Li 2
2
dv
dt
1
w  Cv 2
2
L
vv  L
i
iC
i
v
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전기 회로의 기초
회로 (Circuit)


Node : 둘 또는 더 많은 회로 요소들이 만나는 어느 점
(electrical function of two or more devices)
Loop : 임의의 한 점에서 출발하여 전선을 따라 돌아서 다시
처음 위치로 오는 닫힌 회로
(closed path formed by tracing through an “ordered” Sequence of
nodes without passing through any node more than once)
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전기 회로의 기초
회로 (Circuit)

KCL : Kirchhoff’s current law
Algebraic Sum of the currents entering a node = Algebraic Sum of the
currents leaking a node.
 I1  I 2  I 3  0

KVL : Kirchhoff’s voltage law
Algebraic Sum of the voltages around a loop is zero.
E  V1  V2  V3  0
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전기 회로의 기초
KVL (Kirchhoff’s voltage law)




Node의 개수 : N 이고
Two-terminal element의 개수 : E 일때
(E-N+1)개의 KVL식이 나온다.
example
- Node의 개수 : 3개
- Two-terminal element의 개수 : 5개
- KVL 식 : 5-3+1=3개
loop1 : V1  V2  V3  0
loop2 : V3  V4  V5  0
loop3 : V1  V2  V4  V5  0
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전기 회로의 기초
전압원 (Voltage Source)

이상적인 전압원(Ideal Voltage Source)
외부 회로에 의해 어떤 영향도 받지 않고 그 값이 독립적으로
정해진다. 매우 작은 내부저항.
※ 전압원 차단시
회로 단락 (short)
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전기 회로의 기초
전압원 (Voltage Source)

실제적인 전압원(Practical Voltage Source)
내부 저항의 영향으로 전류가 무한정 흐르지 못한다.
→ 과부하 상태(Overload) 발생
vs
is 
Rs  Ri
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전기 회로의 기초
전압원 (Voltage Source)

정전압원(Constant Voltage Source)
부하 저항이 변하여도 일정한 부하 전압를 공급하는 전원
부하 저항이 변할 때 부하 전압은 그대로이고 단지 부하 전류만
바뀐다.
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전기 회로의 기초
전류원 (Current Source)

이상적인 전류원(Ideal Current Source)
외부 회로에 의해 어떤 영향도 받지 않고 그 값이 독립적으로
정해진다. 매우 큰 내부저항.
※ 전류원 차단시
회로 개방 (open)
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전기 회로의 기초
전류원 (Current Source)

실제적인 전류원(Practical Current Source)
부하저항이 무한대로 접근하면 출력전압이 극한으로 접근
vL max  is rs
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전기 회로의 기초
전류원 (Current Source)

정전류원(Constant Current Source)
부하 저항이 변하여도 일정한 부하 전류를 공급하는 전원 .
부하 저항이 변할 때 부하 전류는 그대로이고 단지 부하 전압만 바뀜
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전기 회로의 기초
직렬회로 (Series Connection)
직렬회로란? two elements are connected in series when they have
“one” common node to which no other element is connected.

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전기 회로의 기초
병렬회로 (Parrallel Connection)
병렬회로란 ? Any number of elements(devices) connected between
two common nodes

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전기 회로의 기초
등가회로 (Equivalent Circuit)

등가회로란 ?
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전기 회로의 기초
등가회로 (Equivalent Circuit)
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전기 회로의 기초
전압분배 (Voltage division)

전압분배란 ?
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전기 회로의 기초
전류분배 (Current division)

전류분배란 ?
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전기 회로의 기초
등가전원 (Equivalent Source)
변환
R  Rteq  Rneq
 I SC
VOC

R
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전기 회로의 기초
Finish
감사합니다.^^
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