전기전자회로 chapter1,2

lumped circuit abstraction

physical circuit을 v와i의 관계식만으로 나타낼 수 있도록 추상화시킨 것.

가정1) 다른 거(physical element) 상관없이 V와 I의 관계식으로 element behavior 나타낼 수 있다.

가정2) 도선의 길이는 무시할 수 있다 (회로의 동작속도가 충분히 느려서)

cf. distributed circuit analysis ; lumped랑 반대되는데(?) 동작속도가 빨라서 고려가 되어야한다

 

용어 정리

charge Q  전하

단위 = Coulomb (C)

electron전자는 음전하 갖고있다

 

currrent 전류

; 움직이는 전하량(좀더 자세히 말하자면, 음전자의 이동) the flow of charge per second

단위 = 암페어 Ampere(A) ; 초당 움직이는 전하량 (C/sec = A)

*음전자의 이동이 전류이지만, 전자와 전류의 이동방향은 반대이다.

우선, 전자는 -에서 +극으로 흐른다. (전압의 +극이 전자를 자기쪽으로(+) 끌어당기기 때문)

따라서 전류는 +애서 -로 흐른다. 

 

voltage  전압

; 전자(electron)을 끌어당겨 전류의 흐름을 발생시키는 힘

단위 = 볼트 Volt (V)

전압은 potential difference이다. 두 지점의 전위 에너지 차이(전위차)로 인해 발생되는 힘(압력), 즉 relative concept

 

위에서도 말했지만, electron을 전압이 높은 곳(+극)에서 끌어당기기 때문에

electron은 낮(-)->높(+) 전압으로 끌려간다. (전압 끌려가는 방향 반대로 전류도 흐르고..)

+전압이 높은 곳이 +극이다. 예를 들어서 AA 건전지는 1.5V이다. 음극보다 양극의 전압이 1.5V 높다는 것이다. 

 

resistor 저항 

; 전류 흐름을 방해하는 passive element

단위 = 옴 ohm. 앞으로 킬로옴을 쓸 것. 옴은 너무 작은 단위라.. 전류도 밀리암페어 쓴다.

 

power 전력 

단위 = Watt(W)

P = work/time = work/charge(=V) * charge/time(=i) = V * I

Power dissipation = 에너지보존법칙에 의해 total power comsumption은 0이다. 각 element의 P 다 더하면 0된다는 뜻

P가 양수면 전력소비(소모), 음수면 전력생성

 

voltage source 전압원/전압전원/전압소스 - 전압이 일정한 것. 배터리가 대표적(?)

모델 : 직렬로 연결된 ideal voltage source+internal resistor

전압원이 제공할 수 있는 최대 전류는 제한적이다. 

회로에서 동그라미 안에 +- 써있는 기호로 표현

 

current source 전류원/전류전원/전류소스 - 전류가 일정한 것. 

모델 : 병렬로 연결된 ideal current source + internal resistor

전류원이 제공할 수 있는 최대 전압은 제한적이다.

동그라미 안에 화살표 있는 기호로 표현

 

옴의 법칙 ohm's law : V = IR

 

회로분석 기본 원칙

1. 전류와 전압을 같은 방향으로 해야 실수가 없다. 

+ i'ab = -5A라면 사실 전류는 B->A로 흐르는 것이다.

방향 아무렇게 내가 화살표해도 상관없긴하지만, -> 이면 (-) --(i)-->(+)를 암시한다.

 

2. 직렬연결로 연결되어있는 elements를 지나는 "전류"는 다 같다.

3. 병렬연결로 연결되어있는 elements를 지나는 "전압"도 다 같다.

 

+conduction (G) : 저항의 역 (G = 1/R)

+Diode : 비선형적 저항 non-linear resistor

+회로의 v,i측정기

: 암미터(전류계) -직렬연결(KCL), 볼트미터(전압계)-병렬연결(KVL), 옴미터(저항)-특정저항 양단에설치???

+open circuit / short circuit ; 도선이 끊어져서 i=0인 회로 / 다 도선으로만 연결된 경우, v=0 

 

22p부터는 쉬우니까 니가 봐라..

 

chapter2

KCL (kirchhoff's current law)

; node로 들어가는 모든 branch current 의 합은 0이다. (즉 들어온 전자와 나가는 전자의 속도가 같다.)

전하량보존과 관계있는 법칙

 

KCL로 만들 수 있는 kcl equations 의 개수 : N-1

 

KVL(kirchhoff's voltage law)

; 하나의 loop에서 브랜치 전압들의 합은 0이다.

 

Node sequence BADB가 있다면,

-V'ba+V'ad+V'db = 0

-하나의 node를 ground node(접지노드)로 두고 그 노드의 전압을 0이라고 두면, 접지노드를 기준으로 각 노드의 전압을 정할 수 있게 된다 ; V'd=0으로 둔다면, V'ba+V'ad+V'db  = V'ba+V'a+(-V'b) = 0 / V'ba = V'b - V'a

- 즉, 한 브랜치의 전압은 두 노드의 전압차랑 같다 V'ba = V'b - V'a

-따라서 병렬구조에 놓인 element의 전압은 같다!!! 병렬구조의 loop의 전압합이 0이 되어야하니까.

서로 다른방향으로 전류 흐르긴 함(?)

KVL로 만들 수 있는 kvl equations 의 개수-> B -(N-1) 

ch.2, 11쪽 읽어보세요

 

voltage divider and series resistors

- "직렬"로 "저항" R1, R2가 연결되어있을 때, 둘은 source 전압인 V를 "나눠가진다." ; V=V1+V2

v = v1+v2 = R1*i + R2*i(i는 직렬연결에서 다 같다) = i *(R1+R2)

i = v / (R1+R2)

v1 = R1*i = (R1/R1+R2) * v

-직렬연결일 때, 등가저항은 두 개의 저항의 합이다.

*등가저항 Req : 회로에 배치된 각각의 저항체의 저항값과 같은 저항값. Req 하나로 묶어도 R1, R2의 I,V특성과 동일

 

current divider and parallel resistors

-"병렬"로 "저항" R1,R2가 연결되어있을 때,  둘은 souce 전류인 i를 나눠가진다 ; i = i1 + i2

i = i1+i2 = V1/R1 + V1(병렬일때 v1=v2)/R2

i = V1 *(1/R1 + 1/R2)

V1 = i / (1/R1 + 1/R2) 

-> i1 = V1/R1 = ((1/R1) * (1/R1 + 1/R2)) * i = G1(R1역수=conductance) * (G1+G2) * i = R2 *(R1+R2)

-병렬연결일 때, 등가저항 Req = 1 / (1/R1 + 1/R2) ,  1/ Req = 1/R1 + 1/R2 , Geq = G1 + G2

 

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=hafs_snu&logNo=221221439407 전원,독립전원/종속전원 참고하세요!

[대학교 회로이론] 전원(Source)/독립전원(Independent Source)/종속전원(Dependent Source)

내맘대로 정리

-직렬연결일 때,

전류는 다 같다.

전압은 나눠가지고, 계산식은 v1 = (R1/R1+R2) * v

등가저항은 두 저항의 합이다.

 

-병렬연결일 때,

전류를 나눠가지고, 계산식은 i1 = ((1/R1) * (1/R1 + 1/R2)) * i

전압은 다 같다.

등가저항은 Req = 1 / (1/R1 + 1/R2)