최대전력 전달 실험 레포트

소개글

최대전력 전달 실험의 예비 및 결과 레포트 입니다.
실험결과 및 시뮬레이션 결과 있습니다.

목차

1. Title
2. Name
3. Abstract
4. Background
5. Simulation
6. Experimental Results
7. Analysis
8. Conclusion

본문내용

3.Abstract
부하 저항에 전력이 최대로 전달되기 위한 조건을 알아보고 실험적으로 증명한다.
4.Background
1) 직류 부하에서 전력 측정
전력은 단위 시간에 하는 일로써 정의되며, 전력의 단위는 와트(watt:W)이다. 저항성 부하 R에 의해 소비되는 전력 P와 R의 전압 V및 R에 흐르는 전류 I 사이의 관계는 다음 식과 같다.
여기서 V가 v(볼트), I가 A(암페어), R이 Ω(옴) 일때 P는 W(와트)가 된다.
저항에서 소비되는 전력이 저항의 전류와 전압의 곱과 같기 때문에, 전력은 전류계로 I와 전압계로 V를 측정함으로써 구할 수 있다. 예를 들면, 저항에서 전압이 12.5V이고 전류가 0.25A라면 저항에서 소비되는 전력은
위의 예에서 저항의 값을 알고, 전압을 알거나 전류를 안다면 전력 계산은 다음과 같이 할 수 있다. 만일 50Ω의 저항에 12.5V가 걸리면 저항에서 소비되는 전력은
만일 50Ω 저항에서 0.25A의 전류가 측정되면 저항의 소비 전력은 다음과 같다.
전력은 또한 와트미터로 직접 측정할 수 있다. 와트미터는 4단자로 되어 있으며 2개의 단자는 부하로 연결되고, 2개의 단자는 부하와 직렬로 연결한다. 내부적으로 아날로그 와트미터는 미터의 지침계로 단일 전력을 측정하기



최대의 전력을 전달하지 못하는 상황을 생각해보면, 전달되지 못한 전력은 내부저항에 걸리게 되고, 그 내부저항에서 열로써 전력이 소모가 되게 됩니다. 이러한 경우 문제점을 두 가지 방향에서로 생각해 볼 수 있습니다. 첫째는, 회로의 효율이 떨어짐으로써 쓸데없는 에너지를 낭비하게 된다는 것입니다. 그 저효율의 회로를 사용하는 이용자에게도 손해고, 특히 포터블 기기라면 사용가능시간도 성능의 한 척도인데, 저효율은 바로 그것에 직결되는 문제라고 생각됩니다. 또한 에너지를 낭비하는 것이 되어 많은 손해를 가져옵니다. 두 번째 측면은, 회로에 비선형소자가 포함되어있는 경우입니다. 트랜지스터나 다이오드 또는 그것의 집합체(VLSI나 프로세서 등..)의 경우 실험에 사용한 저항과 다르게 비선형소자입니다. 그것은 온도, 습도 등의 환경변화에 따라, 선형저항보다 큰폭으로 성능이 변하고, 심하면 완전히 소자의 성질이 바뀌어 회로가 작동불능상태가 되어버릴 수 있습니다. 또한 만약 내부저항에서 많은 전력이 소비되어 열로 바뀌게 되면 그 열을 처리하기위해 추가적인 비용 혹은 도구가(예를 들면 퍼스널 컴퓨터의 CPU 쿨러, VGA쿨러 등) 필요하게 될 것입니다.

참고 자료

대학물리학 / (주) 북스힐 / Young & Fredman 저
FUNDAMENTALS OF ELECTRIC CIRCUITS 3th / McGRAW.Hill / Alexander Sadiku 저
기초전기전가공학실험 / (주)교학사 출판 / 대한전자공학회 저