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회로이론(9) : 마디해석법(Nodal Analysis Techniques) #1

이번엔 회로 해석법 중에 앞서 배웠던 키르히호프의 법칙과 옴의 법칙 외에 새로운 방법을 배울 것이다. 마디해석법과 폐로해석법이다. 언뜻 보기엔 마디와 폐로가 나와서 키르히호프의 법칙과 헷갈릴 수도 있다. 키르히호프의 법칙 같은 경우 전류 법칙은 한 '마디'에 대한 I/O(in/out) 전류를 이용한 것이고, 전압 법칙은 한 '폐로'에 대한 에너지 보존 법칙을 이용한 것이기 때문이다. 키르히호프의 법칙과 마디 및 폐로해석법은 마디와 폐로를 이용한 서로 비슷하지만 다른 방식으로 하는 회로해석법이다. 먼저 마디해석에서는 마디 전압들을 회로 변수로 취한다. 기준이 되는 하나의 마디를 정하고, 이 기준 마디에 의해 다른 마디의 전압이 정해진다. 이 기준이 되는 마디를 보통 접지(ground)라고 한다. 접지에서는..

회로이론(8) : 종속 전원을 갖는 회로 해석

먼저 종속 전원에 대한 상기를 시켜보자. 종속 전원에 대한 간단한 설명이 아래 링크에 있는 글에 있다. https://dailypangpang.tistory.com/13 회로이론(1) : 전기 회로 개념 안녕하세요~ 공대생 팡팡이 입니다. 공부도 할겸 회로이론의 시작부터 끝까지 정리, 요약을 해보려고 합니다. 저도 배우고 있는 중이라서 부족하지만 도움이 된다면 좋겠네요~ 제가 공부하고 있는 책입니다.

회로이론(7) : 와이-델타(Y-Δ) 변환

우리는 저항의 직병렬 결합에 대한 해석을 할 줄 안다. N개의 직렬연결 저항의 등가 저항은 RS = R1 + R2 + · · · + RN N개의 병렬연결 저항의 등가 저항은 1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + · · · 1/RN 저항이 직렬, 병렬의 혼합으로 된 저항은 단순히 위의 두 등가 저항을 구하는 방법을 이용해서 하면 될 뿐이다. 그러나 이번에 배울 와이-델타 결합으로 된 저항의 등가 저항을 구하는 것은 단순한 직/병렬의 등가 저항을 구하는 방식으로는 쉽게 구하기 어렵기 때문에 새로운 방법의 등가 저항 변환 과정이 필요하다. 회로도(a)에서 만약 저항 R3이 없다면 단순한 직/병렬의 저항 결합이 되겠지만, 저항 R3 때문에 R1~R3과 R3~R5의 저항이 델타 결합이 되고, R4~R6의 저항이 ..

회로이론(6) : 단일 마디쌍 회로 [전류 분배 및 다중 전원/저항 회로]

단일 마디쌍 회로 (1) 전류 분배 이 단일 마디쌍 회로의 각 폐로에 KVL을 적용하면 모든 소자의 양단 전압은 v(t)로 동일하다는 것을 알 수 있다. 그래서 병렬로 연결되어 있다고 한다. 전류 i(t)는 회로의 node(a)로 흘러들어 가고, i1(t)와 i2(t)는 이 마디로부터 흘러나온다. 키르히호프의 전류 법칙에 의해 들어간 전류와 나온 전류는 같아야 하므로 KCL과 옴의 법칙을 이용하여 회로를 해석하도록 한다. node(a)에 KCL을 적용하면 i(t) = i1(t) + i2(t) 옴의 법칙을 적용하여 식을 다시 쓰면 i(t) = v(t) / R1 + v(t) / R2 = (1 / R1 + 1 / R2) · v(t) = v(t) / Rp * 1 / Rp = 1 / R1 + 1 / R2 ∴ Rp..

회로이론(5) : 단일 폐로 #2 [다중 전원/저항 회로망]

단일 폐로 (1) 다중 전원 회로망 위의 회로도 (a)와 (b)는 같으며, 회로도 (b)가 회로도 (a)의 등가회로이다. 실제적으로 같은 회로는 아니지만 회로 해석을 하는데에 있어서 결과값이 같기 때문에 보기 쉽게 치환한 회로라고 보면 된다. 이 회로의 전류 i(t)는 시계 방향으로 흐르는 것으로 가정하면, 변수 i(t)를 정의한 셈이다. 각 전압원의 값에 따라서 실제 전류 방향은 다를 수 있다. 회로도(a)에 대해 KVL을 적용해보자. + vR1 + v2(t) - v3(t) + vR2 + v4(t) - v5(t) - v1(t) = 0 옴의 법칙을 적용 시 (R1+R2)i(t) = v1(t) - v2(t) +v3(t) - v4(t) + v5(t) 이 식은 다시 등가회로인 회로도(b)에 대한 식으로 다음과..

회로이론(4) : 단일 폐로 #1 [전압 분배]

단일 폐로 (1) 전압 분배 먼저 가장 간단한 회로를 통해서 보도록 하자. 단일 폐로 회로의 소자들에 KCL을 적용해 보면 모든 소자에 같은 전류가 흐른다는 것이 드러난다. 이 소자들은 같은 전류를 흐르게 하기 때문에 직렬로 연결되었다고 한다. 회로 내의 여러 값을 구하기 위해 키르히호프의 전압 법칙과 옴의 법칙을 활용한다. 이 회로에서 독립 전압원과 2개의 저항이 직렬로 연결되어 있다. 전류는 시계 방향으로 흐르는 것으로 가정한다. 이 가정이 옳다면 방정식의 해로 얻어지는 전류는 양의 값이 될 것이고, 실제 전류가 반대 방향으로 흐른다면 전류 변수의 값은 음의 값이 될 것이다. 음의 값이 나오게 된다면 가정했던 방향과 반대 방향으로 흐르는 것을 의미한다. vR1과 vR2에 대해서도 전압 극성을 설정한다..

회로이론(3) : 키르히호프(Kirchhoff)의 법칙

앞에서 배웠던 옴의 법칙을 이용하여 회로를 해석할 때는 하나의 전원과 직병렬로 연결된 저항으로 이루어진 회로도에서 쉽게 적용할 수 있었다. 그러나 앞으로 다룰 회로에서는 여러 개의 전원이 들어가게 된다. 그렇기 때문에 키르히호프의 법칙을 이용하여 회로를 해석하는 방법을 배울 것이다. 키르히호프의 법칙은 회로 해석 방법 중에서 가장 기초적이지만 중요하므로 충분히 이해하고 넘어가야 한다. 집중 정수 회로(lumped-parameter circuit) : 소자끼리의 상호 접속은 저항 값이 0인 도체(전선)인 완전 도체로 이루어진다고 가정되어, 회로 내에서의 에너지가 각 소자에만 집중되는 회로. 마디(node) : 2개 이상의 회로 소자의 접속점 폐로(loop) : 회로 내를 통하여 이루어진 하나의 폐경로(cl..

회로이론(2) : 옴의 법칙, 저항의 용도와 종류 및 사용법

옴의 법칙 : 기호 R(Resistance), 단위 Ω(ohm). 저항 양단의 전압이 그 저항에 흐르는 전류에 정비례함을 나타낸다. (저항은 전압과 전류 사이의 비례 상수) v(t)=Ri(t), where R≥0 (1 [Ω]=1 [V/A]) 저항의 사용용도 1) 전압이나 전류의 변환 2) 전압분배 3) 전류의 제한 4) 풀업 및 풀다운을 통한 플로팅 상태 방지 5) 다른 회로와의 결합 방지 6) 음질 개선 7) 댐핑(damping) 필요시 8) 위상 조절 저항의 종류 (1) 탄소 피막 저항 정격전력 굵기(mm) 길이(mm) 1/8W 2 3 1/4W 2 6 1/2W 3 9 탄소 피막 저항의 값을 읽는 방법은 위와 같고 일반적으로 실험 등에서는 1/4W의 정격 전력을 갖는 저항을 많이 사용한다. 그 외 저항..

[전기전자공학 실험] 다이오드 특성실험 : 예비보고서

1. 개요 다이오드는 반도체 소자 중 가장 기본적인 부품이다. 본 실험에서는 다이오드의 전압-전류 특성의 실측을 통해 확인한다. 그리고 다이오드가 사용된 회로에서 부하선의 개념을 이해하도록 한다 측정과정에서 오실로스코프의 X-Y모드 사용법을 숙달하며 LED를 사용해 본다. 2. 이론 다이오드의 기본 특성 다이오드는 P형, N형 반도체의 집합으로 이루어져 있는 소자로서 어느 한 방향으로만 전류를 흘릴 수 있는 특성을 지니고 있다. 전류는 아노드에서 캐소드 방향으로만 흐를 수 있으며 캐소드측에 가는 띠로 방향을 표시해 주고 있다. 다이오드는 역방향 전압에서는 전류가 거의 흐르지 않다가 Breakdown Voltage에서 급격하게 큰 전류가 흐르며, 순방향 전압에서는 소신호 다이오드가 일반적으로 0.7V의 k..

[전기전자공학 실험] 아두이노 타이머(Timer) 기초 : 예비보고서

실험 과정과 결과는 아래 링크로 들어가서 보시면 됩니다. https://dailypangpang.tistory.com/15 아두이노 : 실험 결과 보고서 1) 실험에서 작성한 각 프로그램의 작성, 실행 및 디버깅 과정을 순서대로 자세히 기술한다. 2) 프로그램 실행 후 회로가 어떻게 동작 하는 지와, 관련된 측정 결과로 최대한 정확히 묘사해 기술한다... dailypangpang.tistory.com 1. 개요 아두이노에서 지원하는 타이머 기능과 관련된 기초적인 실험을 해보고 작동 원리를 이해한 후 멀티태스킹을 위한 응용 방법에 관해 학습한다. 2. 관련 이론 정학한 시간의 측정은 많은 공학 문제에서 반드시 필요로 하는 기능 중 하나이다. 임베디드 시스템에서는 타이머가 이 시간 측정의 일을 담당하며, 정..