옴의 법칙(Ohm's Law) |
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전기 흐름의 방해하는 작용을 전기 저항이라하며, 저항이 클수록 전류는 적게 흐른다.
독일의 옴은 전압과 전류와 저항의 관계를 정리하여 옴의 법칙을 만들었다.
이를 옴의 법칙이라 하며 왼쪽에 보인 식과 같고, 회로에 흐르는 전류의 크기는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다. |
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전압강하 |
전기회로를 간단히 그리면 왼쪽의 회로와 같은데 회로에 전류가 흘러 저항을 통과하면 저항에는 옴의 법칙에 따라 전압이 생긴다.
이때, 저항에 생기는 전압을 전압강하라 한다.
저항에 생기는 전압은 V=I R[V]로 구한다. |
저항의 접속 - 직렬 접속- |
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저항의 접속은 합성저항이 증가하는 직렬접속과 합성저항이 감소하는 병렬법속이 있다. |
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직렬 접속은 저항의 합이 증가하는 것으로 합성저항은 전체를 더한 것과 같다. |
직렬접속의 전압과 전류 |
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전체전류는 1[A]가 되며, 각 전압이 1, 2, 3[V]이므로 합하면 전원 전압과 같은 6[V]이된다.
저항에 비례하여 전압이 분배된다. 전체 저항은 전체를 더한 값이 된다. 전체회로에 가한 전압 6[V]는 3개의 저항의 크기에 비례하여 나누어지고(분배) 각각을 더한 값과 같게된다.회로에 6[V]를 가했을 때, 각 저항에 생기는 전압강하는 저항값에 비례하여 생기고 이를 합하면 전원 전압과 같게된다. |
휘트스톤 브리지-정밀저항의 측정 |
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브리지라 함은 다리를 뜻하는 영어의 Bridge 이다.
다이아몬드 형의 철교에서 유래하여 그 이름을 따 온 것이다.
4개의 저항을 대칭으로 접속하여 그림처럼 만들고 검류계를 설치하여 전압을 가하면 회로에 전류가 흘러 각 저항에 전압강하가 발생한다.
검류계가 접속된 중간지점인 c-d 에 전압이 같아지면 전위가가 "0"이되어 전류는 흐르지 않아 검류계는 중간을 지시한다.
이때, 전위는 평형(같아짐)이 되었다 한다.
각 저항의 전압강하는 저항의 크기에 비례한다. |
저항의 전압강하는 저항에 비례하여 발생하므로 저항의 비례는 전압의 비례가 되므로 이를 이용하여 미지의 저항을 구한다. 마주보는 저항을 서로 곱한 값은 같다. PR=QX를 이용한다.
휘트스톤브리지는 정밀저항을 측정하는 기기이다. |
분압기와 직류전위차계-미량의 전지전압의 측정 |
저항의 전압강하는 저항의 크기에 비례하여 생긴다. 저항이 클수록 전압도 증가한다.
한회로에 두개의 저항이 있다면 양쪽에 가해진 전원전압을 두개의 저항이 크기에 비례하여 나누어 가진다(분배된다).
이를 이용하여 전압을 분배할 수 있다. |
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직류전위차계는 분압기의 원리를 이용하는 것으로 표준전압과 미지전압을 비교하여 미지의 전압을 측정한다. 용량이 적은 전지의 전압을 측정하는 데 사용한다 |
키르히호프의 법칙-다중 전원의 회로해석 |
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Kirchhoff's Law
키르히호프의 법칙은 전류에 관한 제1 법칙과 전압에 관한 제2 법칙이 있다.
제1 법칙은 전류가 흐르는 길에서 들어오는 전류와 나가는 전류의 합이 같다는 것이고,
제2 법칙은 회로에 가해진 전원전압과 소비되는 전압강하의 합이 같다는 것이다. |
제1 법칙 -전류의 법칙 |
회로에 가해진 전원전압으로 각 저항에는 전류가 흐르는데 저항에 반비례하여 흐를 것이다.
전원전압이 가해져 전체 회로에 흐르는 전류는 각 저항에 흐르는 전류를 합한 것과 같게된다.
7[A]가 회로에 흘러들어가 2[Ω]의 저항에 5[A]흐르고, 5[Ω]의 저항에 2[A]흘러 합은 7[A]의 전류가 되는 것이다. |
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제2 법칙 -전압의 법칙 |
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회로에서 가해진 전원전압은 저항3개로 나누어져 소비된다.
즉 부하는 3개의 저항이 되고 각 저항마다 전압강하가 생길 것이다.
각 저항의 전압강하를 모두 합하면 가해진 전원 전압이된다.
6[V]=1+2+3 |
회로망 정리 |
중첩의 원리
이원리가 적용되는 회로를 선형회로라 한다.
이원리는 "2개이상의 전원을 포함한 회로에서 어떤점의 전위 또는 전류는, 각 전원이 단독으로 존제 한다고 했을 경우 그점의 전위 또는 전류의 합과 같다."는 것이다. |
중첩의 원리
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테브냉의 정리 |
다음의 회로처럼 등가회로를 만들어 합성저항을 구할수 있다. 개방단의 저항은 모든 에너지원이 작동하지 않도록, 전압원은 단락하고 전류원은 개방하여 구한다. |
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노튼의 정리 |
컨덕턴스 G를 구하기 위한 등가회로를 만든다. |
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