권찡's 공학이야기

이번에는 inductor를 알아보죠 단위는 H(헨리)를 사용하고 permeability는 투과율을 뜻하죠 역시 캐패시터와 비슷하게 선형적으로 동작하는 구간과 비선형적이 되는 구간이 존재합니다. inductor는 전류를 충전하는 역활을 하는 소자라고 보면 됩니다. 자기의 흐름을 뜻하는 magnetic flux는 inductance에 전류를 곱한 값을 뜻합니다 이 코일에 전류를 흘러주게 되면 inductance에 관련지어 전압을 구할수 있죠 여기서 L은 캐패시터와 마찬가지로 코일이 정해지면 정해지는 상수 값을 취합니다. 위식을 다시 적분식으로 바꿔보겠습니다. 전과 같이 inductor에 저장된 에너지를 구해보죠 인덕터는 저항과 합성 값을 취하는 방법이 같습니다. 직렬시 그냥 더하고 병렬시 역수로 더하는 것이..

커패시터는 에너지를 저장하는 소자라고 생각하시면 편합니다. 양쪽의 평행한 판에 전하를 충전시키는 것이죠 캐패시터 양단에 전압을 인가시켜서 charge를 모으는 것이죠 이때 충전되는 전하량은 Q = CV (Q:전하량 C: 정전용량 V:전압) 단위는 F로 패럿을 사용합니다 위 사진은 평행판 축전기라고 하여 각판에 전하가 인가되어 전기장 E가 생기게되어 전하가 저장되고 있는 형태 입니다. 여기서 C는 A; 단면적 d : 기판 거리 E0 : 유전률 로 어떤 소자가 정해지면 정해진 상수로 값을 갖습니다. 캐패시터에 원통형등등 다양한 형태가 존재해서 C값을 구하는 것은 전자기학 part에서 다루도록하겠습니다. 이런 정전용량C 값을 통해 전류를 다시 정의 할수 있죠 라는 식은 회로이론 첫 장에서 다뤘던 내용입니다. ..

회로에서 가장 기본이 되는 소자는 RLC입니다. 저항, 인덕터, 커패시터 입니다. 그러나 다른 소자를 하나 소개하고 넘어가겠습니다. 정말 기본개념 정도로만 짚고 넘어갈 것입니다. 이 opamp는 자세한 내용은 전자회로에 들어가면 더 자세히 배울 것입니다. opamp 소자 중에 아마 대학 내용으로 많이 나오는 소자는 LM741이 아닐까 하네요. 생긴건 직육면체 같이 생겼습니다. 내부에는 저 삼각형 같은 회로가 있다고 보시면 됩니다. 이런 opamp는 회로도를 그릴때 아래와 같이 표기합니다. 이제 막 회로이론을 배우는 분들은 실제 amp의 동작을 이해하기에는 무리가 있습니다. 때문에 이상적인 apamp를 먼저 배우도록 하겠습니다. 기본적으로 opamp는 차동 증폭기 입니다 무슨소리냐 하면 -단자에 들어오는 ..

superpositon의 의미는 선형회로의 출력은 그 입력에 합으로 표현될수 있다는 말입니다. 이 말이 이해하기 어려운분들은 회로의 어느 저항에 걸리는 전압 혹은 전류는 각각의 전압원 전류원에 영향을 받고 source가 하나씩 있을때 저항에 걸리는 전압들 혹은 전류들의 합으로 표현 된다는 것이죠 그림으로 설명하겠습니다. 위와 같은 회로 가 있을때 2옴에 걸리는 전류를 구해라 이 문제를 어떻게 풀까요, 물론 이전에 배운 다른 회로 해석법들을 쓰거나 , 조합해서 풀면 쉽게 안풀리지는 않을 것입니다. 중첩의 원리를 사용하는데 있어서 단계와 주의 사항이 있습니다. 1)하나의 전원을 남기고 전부 비활성시킵니다. 독립전원일 경우 전압원은 short상태로 만들고, 전류원은 open상태로 만듭니다 (단, 종속 전원은 ..

Maximum power transfer thoerem는 간단히 말하면 앞서 배운 등가회로 AB부분에 저항하나를 연결하는 것인데 여기 연결하는 저항값이 어느정도가 되어야 이 저항에 공급되는 전력을 최대로 할수 있는지에 대한 이론 입니다. 이 이론은 처음 회로 이론을 배울때는 왜 중요한지 알기 힘들 것입니다. 그런데 지나고 나서 보니 이 내용은 실제 회로 설계를 한다면 매우 중요한 내용이 될 것입니다. 바로 이전 회로이론에서 등가회로에 대해서 배웠는데, open 시킨 곳에 저항 하나를 추가하겠습니다. 이런 식으로 추가하는 것이죠. 여기서 새로 추가한 저항에 최대한 전력이 많이 공급되게 하는 저항값 Rth값을 구하는 것이죠. 이 내용을 조금 증명해보죠. load 의 저항 값을 R(load) 라고 하면 테브닌..

이번에 알아볼 회로이론은 등가회로입니다. 등가회로의 의미가 무었이냐? 등가회로는 복잡한 회로를 간단하게 다시 그린것을 말합니다. 이런 등가회로를 그리기 위해서는 앞서 배운 합성 저항 내용도 당연히 필요하죠. 가장 기초적인 등가회로 변환 방법으로는 2가지가 있습니다. 1. thevenin equivalent circuit(테브닌 등가회로) 2. norton equivalent circuit(노튼 등가회로) 각각에 대해서 알아보죠. 1. thevenin equivalent circuit(테브닌 등가회로) 이방법은 복잡한 일련의 회로를 전압원과 저항의 직렬연결로 변환하는 방법입니다. 이렇게 변환하는 것이 thevenin 등가회로이죠. 어떤 블럭단위로 간단화하는 것입니다. 물론 실제로 회로 동작이 그렇게 되진 ..

이번에 공부할 node voltage는 또 다른 회로의 해석법이고 각 노드에 어느정도의 전압을 가지고 있는지 알수있는 방법이 되겠습니다. node voltage를 공부하기 앞서서 회로에 node 등등 이런 용어들을 알아보겠습니다 Branch : 소자가 달려있는 선 node : branch가 만나는 점 loop : 기본 폐회로를 의미 (폐회로란 회로내에서 하나 혹은 여러개의 선으로 그려진 독립적인 회로) 가령 이 회로는 3개의 loop로 이뤄졌다고 볼수 있겠네요 위 개념들은 Branch = node + loop -1의 관계를 가집니다 독립 전압원 : 독립적으로 양단에 일정한 전압을 걸어주는 것 독립 전류원 : 마찬가지로 일정한 전류를 흐르게해주는 전류원 의존 전압 , 의존 전류원 : 회로의 어느일정 부분에..

지금까지 본 내용은 어찌보면 너무 쉬운 내용이었습니다. 저항이 여러개 있을때는 어떻게 되는지 알아봅시다. 먼저 저항의 직렬, 병렬에 대해 알아보겠습니다. 1) 저항의 직렬 저항이 직렬 연결 되있을 경우 합성저항 값은 얼마나 될것인가 이건은 너무 쉬운 계산이죠 그냥 더하면 됩니다 예로 경우 합성저항 값은 단수히 5Ω 이 됩니다. 2) 저항의 병렬 저항의 병렬 연결이 합성저항은 역수를 취해서 더한 값이 합성저항의 역수가 됩니다. 수식으로 표현하자면 이런식으로 표현 될수 있습니다. 예를 들어 보겠습니다. 이런 저항이 병렬로 연결되있을 경우 합성 저항 값은 이런 식으로 합성 저항을 구할수가 있습니다 식을 정리하면 병렬시 이런 식을 통해 합성 저항 값을 알 수 있습니다. 나중에는 암산으로 가능해질 것입니다. #전..

회로에서 기본적인 저항, 전압, 전류의 개념을 알아봤으니 이제 power와 energy에 대해서 정리합시다. 기본적으로 power는 단위 시간당 어느정도의 일을 하냐입니다 기초물리학을 알고 있다면 어렵지 않을 것입니다. 수식으로 표현하면 P= dw/dt 으로 전력을 얻을수 있습니다 ​ 이 식을 자세히 보자면 P = dw/dt = (dw/dq)(dq/dt)= v i 로 바꿀수 있습니다 ​ 이러한 전력을 소자의 관점에서 보겠습니다. 예를 들어 저항이라 해봅시다. 이러한 소자가 있을때 어떻게 전력(power)을 계산할까요? 첫번째 소자는 양단에 3V가 걸리고 2A가 흐른다면 p=vi에 따라서 p = -6W(와트)가 됩니다 두번째 소자는 p= -4W를 받는다고 해야 됩니다 왜 전력 앞에 마이너스가 붙을까요 ? ..

먼저 저항의 단위인 Ω(옴)에 대해서 알아보겠습니다 물리를 공부해봤다면 누구나 알고 있는 옴의 법칙을 보면 V = IR 이식은 전압의 크기를 V, 전류의 세기를 I, 전기저항을 R이라 할 때, V=IR의 관계가 성립한다 라는 식입니다 이런 저항은 전기의 흐름을 막아주는 용도로 사용됩니다 전기에너지를 다른 에너지로 치환해 전압을 낮추어주는 역활을 합니다 일반적인 막대저항을 살피고 저항을 읽는 법을 알아보겠습니다 막대저항의 띠의 색상은 각각의 숫자를 의미합니다 이런 띠를 순서대로 해석하여 저항값을 읽는 것이지요. 금색과 은색은 오차를 의미하며 앞의 숫자를 해석해서 저항값을 읽을 수 있습니다 만약에 띠가 5개일 경우 3번째 까지 숫자를 해석한후 4번째 가 승수를 결정하는 것입니다 이런 저항을 좀더 자세히 들여..