공머생의 공부노트

3. 정전용량만의 회로 커패시터는 매우 작은 두 판이 닿지 않고 떨어져 있는 형태로 전압이 가해짐에 따라 극판 사이로 전류가 흐르지 않고 전류가 축척된다. 콘덴서에는 전압이 가해짐에 따라 전하가 축적되고 이는 전압과 정전용량 상수에 비례한다. $$ Q = CV $$ 커패시터만 존재하는 회로에서 커패시터의 전압은 전압기의 전압과 동일하므로 Q는 전압이 변함에 따라 같은 위상으로 변화한다. $$ \frac{dQ}{dt} = C \frac{dV}{dt} $$ 이때 Q와 V를 시간에 대한 함수로 본다면 C를 상수로 둔 채로 미분할 수 있다. Q를 시간에 대해 미분하면 전류가 되므로 아래와 같은 식이 성립한다. $$ I = C \frac{dV}{dt}=C \frac{dV_{m}sin(wt)}{dt} $$ 그러므로..

2. 인덕턴스만의 회로 인덕턴스는 코일로 이루어진 회로요소로서 전압이 증가하면 그 전압에 대항하여 역 기전력(L-emf)를 형성하는 특징이 있다. 인덕턴스에 전압이 가해지면 렌츠의 법칙에 의해 그 전압을 상쇄하는 방향으로 역전압이 형성되고 이때 그 전압의 크기는 코일의 자속의 변화율과 감긴 수에 비례한다. $$V_{L} = -N\frac{d\phi}{dt}$$ 이때 자기유도의 원리에 따라 자체 인덕턴스 비례상수인 L은 코일의 감긴수와 자속에 비례하고 전류에 반비례 하므로 $$L = \frac{N\phi}{I}$$ 결국 인덕턴스의 전압은 비례상수인 L과 전류의 변화율에 비례한다. $$V_{L} = -N\frac{d\phi}{dt}=-L\frac{dI}{dt}$$ 인덕턴스 1개만이 존재하는 회로에서 전압이 ..

교류회로에서는 직류회로에서 적용되는 특성이 그대로 적용되며 전압이 시간에 따라 일정하게 바뀌게 되지만 이에 따라 전류 전압들이 비 선형적으로 시간에 따라 계속 변화한다. 1. 저항만의 회로 저항이 1개만 존재하는 회로에선 전압이 $V = Vmsin(wt)$ 로 증가함에 따라 저항에 걸리는 전압은 $V = Vmsin(wt)$ 가 되며 그에 따라 전류 값은 V=IR에 따라 $I = V/Rsin(wt)$ 가 된다. 전압과 전류의 위상은 완전히 동일하며 저항의 값에 따라 전류의 최댓값만 바뀐다. 실제 저항만 구성된 회로에서 전압과 전류가 같은 위상을 가지고 전류의 크기가 I = V/R이 됨을 확인할 수 있다. 실제로 전압이 1V 저항이 5이므로 전류의 최댓값은 0.2A가 된다.

12V의 전압을 3V로?.... 일반적으로 우리가 전지나 전압요소를 활용할 때 큰 전압을 작게 나누어야 하는 일이 생긴다. 예를 들어 파워가 12V인데 3V에 구동되는 LED를 안정적으로 켜기에는 무리가 있다. 저항을 크게 하여 LED에 가는 전류의 양을 줄일 수는 있지만 그렇게 한다면 저항에 많은 에너지 손실이 발생하고 결국 타버릴 것이다. 단순히 적정전압을 맞추는 것 외에도 장비 구동을 위한 적절한 전압을 형성하는 것을 가장 기본적이면서 어려운 일이다. 하지만 회로를 설계할 때 반드시 필요한 부분이다. Voltage Drop (전압 강하 효과) 에디슨의 패배에서의 전압 강하?? 영화 커런트 워 (The Current War, 2017)에서 에디슨과 웨스팅하우스가 직류와 교류에 대해 논쟁을 펼칠때 직류..

에디슨의 패배에서의 전압 강하?? 영화 커런트 워 (The Current War, 2017)에서 에디슨과 웨스팅하우스가 직류와 교류에 대해 논쟁을 펼칠때 직류는 먼 곳에 발전소를 설치하고 전력을 송전하지 못한다는 말이 나온다. 실제로 영화중에 에디슨은 직류로 충분한 전력을 공급하기 위해 도시의 설계도를 펼치고 원을 그리며 수십개의 발전소를 세울 계획을 세웠다. 실제 우리는 직류로 먼 거리를 송전하는 것은 매우 비효율적인 방법이라는 것을 알고있다. 근데 과연 왜 직류는 거리에 따라 이렇게 큰 전력손실을 발생시키는 걸까? 이 이유는 전압 강하 효과 (Voltage Drop) 때문이다. 실제로 전선의 길이가 길어지면 길어질수록 처음 걸었던 전압보다 전압이 약해지고 이로 인해 더 작은 전류가 흐르며 운송 가능한..

축전기란?? 축전기(Capacitor)는 커페시터, 콘덴서 등으로 불리며 2개의 극판을 이용하여 전압을 가했을 때 전하를 모아둘 수 있는 소자를 의미한다. 일반적으로 파형 생성 및 형상, 직류 차단, 교류 신호 커플링, 필터링 및 평활화 등 많은 회로에 기본적으로 들어가는데, 주로 회로 안정화에 자주 사용되는 편이다. 이뿐만이 아니라 짧은 시간내에 많은 전하를 모으고 빠르게 방출할 수 있기에 수퍼커패시터라는 에너지 스토리지로도 상용화가 이루어지고 있다. 특히나 종류에 따라 수행가능한 전압과 전류단위가 천차만별이며 종류 또한 다양한 편이라 실험시 사용에 주의해야 한다. 적절한 위치에 적절한 커패시터를 활용해야만 안전하게 사용 가능하며 실제 연결 후에도 회로 내부에서 과전압이 걸리는지 혹은 과하게 뜨거워지는..

저항이란 ?? 저항은 전류의 흐름을 방해하는 소자로서 전류의 흐름에 따라 에너지가 열로 손실되는 특징을 가지고 있는 소자를 의미한다 일반적으로는 회로 내에서 전류, 전압을 변화시키는 역할을 한다. 저항이 전류를 방해하는 재료공학적인 관점은 아래 포스팅에서 확인할 수 있다. 저항의 이해 저항은 전류를 방해하고 전자의 충돌로서 전류의 에너지를 열로 변환하는 특징을 가진 소자이다. 저항은 가장 기본적인 소자로서 어떤 디바이스에서도 필수적으로 활용됨으로 그 특성을 이해 yumy.tistory.com 저항의 종류와 활용법 저항의 쓰임처는 매우 다양하고 이에 따라 소재의 종류와 형태도 매우 많다. 이 포스팅에서는 자주 사용하는 저항들의 사용법과 활용법에 대해 간단히 서술하겠다. 저항은 형태에 따라 일반적인 저항(R..

저항은 전류를 방해하고 전자의 충돌로서 전류의 에너지를 열로 변환하는 특징을 가진 소자이다. 저항은 가장 기본적인 소자로서 어떤 디바이스에서도 필수적으로 활용됨으로 그 특성을 이해하는 것이 매우 중요하다. 저항의 원리 저항은 말 그래도 전자의 흐름에 "저항"하는 것을 의미한다. 이러한 특징 덕분에 저항 소자는 전류의 흐름을 조절하거나 열을 의도적으로 발생시키는데 활용된다. 가장 기본적인 저항의 원리는 위에서 설명한대로 전자의 흐름을 방해하는 것이다. 이를 자세히 이해하기 위해서는 "전도성"이라는 개념까지 확장되어 이해해야 한다. 전자는 음의 전하를 가지는 물질로서 현대 전자공학에서는 하나의 입자처럼 간주해도 무관하다.(불확정성의 양자역학적 범위 내에서). 만일 자유전자와 금속원자핵이 모여서 균형을 이루는..