Transcript 전기이론기초과정

사내 교육
㈜서울영상테크
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□목
차
1. 전기회로의 회로 해석
1) 전기회로의 구성
2) 옴의 법칙
3) 저항의 접속
4) 키르히호프의 법칙
5) 전위의 평형
6) 회로망 정리
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1) 전기회로의 구성
그림에서 회로의 SW를 닫으면 회로가 연결되어 꼬마전구에
불이 들어온다.
이런 전기가 흐르는 통로를 전기회로라 하고,
전기를 가하는 전지를 전원이라 한다.
또한, 전기를 소비하는 꼬마전구를 부하라 한다.
전지의 (+)에서 (-)로 전기가 흐른다.
[ 기본 회로도 ]
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전기회로의 전류
전기는 전자의 흐름이다.
전자는 (-)에서 (+)로 이동한다.
그러나, 회로상에서 전류의 흐르는 방향은
(+)에서 (-)로 흐른다고 약속한다.
이유는 전자가 발견되기 전에 과학자들이
전기의 흐름을 +에서 -로 보았기 때문이다.
1[A]의 전류는 1초 동안에 1[C]의 전하가
이동한 양이다.
전기회로의 전압
전지의 전기적인 압력을 전압이라 하고,
전류를 연속적으로 만들어 주는 힘을 기전력이라 한다.
기전력은 발전기나 전지 등이 가지고 있다.
어떤 기준점에서의 전기의 위치를 전위라 하고,
상대적인 차이를 전위차라 한다.
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2) 옴의 법칙(Ohm's Law)
도체에 전류가 흐르는 것을 방해하는 작용을 전기저항이라 한다.
저항은 전압을 전류로 나눈 값으로 나타낸다.
단위 = 옴(Ω)
저항이 클수록 전류는 적게 흐른다.
회로에 흐르는 전류의 크기는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다.
전압강하
전기회로를 간단히 그리면 왼쪽의 회로와 같은데,
회로에 전류가 흘러 저항을 통과하면,
저항에는 옴의 법칙에 따라 전압이 발생한다.
이때, 저항에 생기는 전압을 전압강하라 한다.
저항에 생기는 전압은 V=I R[V]로 구한다.
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3) 저항의 접속
직렬 접속
¤ 직렬접속 = 전류 일정 = 합성저항 증가
R = R 1 + R2 + R 3
E1 = V * ( R1 / R1 + R2 + R3 )
분배 전압과 전류
E1
E2
E3
2개 이상의 저항을 그림과 같이 직렬 접속하는 경우,
모든 저항에 같은 크기의 전류 I 가 흐른다.
¤ 합성전류 IO = 1[A]
?
¤ 분압 E1 = IO * R1 = 1[V]
E2 = IO * R2 = 2[V]
E3 = IO * R3 = 3[V]
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병렬 접속
병렬접속에서의 합성저항은 가장 작은 값의 저항보다
더 작은 합성저항이 된다.
¤ 병렬접속 = 전압 일정 = 합성저항 감소
I1
전류분배와 전류의 크기
저항이 병렬로 접속된 회로에서는
각 저항마다 동일한 전압이 가해지고
I2
저항에 흐르는 전류는 저항에 반비례하여 흐른다.
¤ 합성전류 I = 7[A]
V=?
¤ 전류 I1 = I * ( R2 / R1+R2 ) = 5[A]
I2 = I * ( R1 / R1+R2 ) = 2[A]
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직병렬 접속의 합성저항
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4) 키르히호프의 법칙 - 다중 전원의 회로해석
제1 법칙 - 전류의 법칙
제1 법칙 = 들어오는 전류와 나가는 전류의 합이 같다.
전원전압이 가해져 전체 회로에 흐르는 전류는
각 저항에 흐르는 전류를 합한 것과 같게 된다.
제 2 법칙 - 전압의 법칙
제2 법칙 = 회로에 가해진 전원전압과
소비되는 전압강하의 합이 같다.
회로에서 가해진 전원전압은 저항3개로 나누어져 소비된다.
각 저항의 전압강하를 모두 합하면 가해진 전압이 된다.
V = 1+2+3 = 6[V]
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5) 전위의 평형
휘트스톤 브리지 - 정밀저항의 측정
V1
4개의 저항을 대칭으로 접속한 후, 전압을 가하면,
회로에 전류가 흘러 각 저항에 전압강하가 발생한다.
중간지점인 c - d 에 전압이 같아지면,
전위차가 "0"이 되어 전류는 흐르지 않는다.
V2
이때, 전위는 평형(같아짐)이 되었다 한다.
V1 = V * ( P / P + X )
V2 = V * ( P / Q + R )
마주보는 저항을 서로 곱한 값은 같다.
PR = QX
미지의 가변저항X의 값을 알고 싶으면 저항값을 조절하여,
검류계에 전류가 흐리지 않을 때(평형)의 저항 값을 읽으면 된다.
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분압기와 직류 전위차계 - 미량의 전지전압의 측정
저항의 전압강하는 저항의 크기에 비례하여 발생한다.
저항이 클수록 전압도 증가한다.
한 회로에 두 개의 저항이 있다면, 양쪽에 가해진
전원전압은 저항의 크기에 비례하여 분배된다.
직류 전위차계는 분압기의 원리를 이용하는 것으로, 표준전압과 미지전압을 비교하여
미지의 전압을 측정한다.
용량이 적은 전지의 전압을 측정하는 데 사용한다.
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6) 회로망 정리
중첩의 원리
전압원 또는 전류원이 2개 이상 존재할 경우, 각각 단독으로 존재했을 때 흐르는 전류의 합이다.
이 원리가 적용되는 회로를 선형회로라 한다.
1Ω
3V
3Ω
2Ω
6V
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테브냉의 정리
다음의 회로처럼 등가회로를 만들어 합성저항을 구할 수 있다.
개방 단의 저항은 모든 에너지원이 작동하지 않도록,
전압원은 단락하고 전류원은 개방하여 구한다.
노튼의 정리
컨덕턴스 G를 구하기 위한 등가회로를 만든다.
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