본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
이 실험의 목적은 Node, Mesh, Loop의 개념을 Nodal analysis와 Mesh Analysis(가장 작은 loop회로)를 통해 구현해 보고 PSpice를 공부하는 것이다.
1.2. 실험 이론
직류전원 공급 장치는 실험 회로에 필요한 직류전원을 공급하는 장치로, 외부에서 들어오는 교류 전류를 직류로 변환해서 사용하게 해준다. 회로 실험에서는 거의 직류전원을 필요로 하기 때문에 직류전원 공급 장치는 실험에서 없어서는 안 되는 장치이다. 일반적으로 직류전원 공급 장치는 정전압/정전류 출력단과 가변이 가능한 두 개의 출력단을 갖추고 있다. 전통적인 직류전원 공급 장치는 변압기와 정류회로를 이용하여 교류를 직류로 변환하지만, 변압기를 사용하면 장치의 부피가 크고 전력소모가 크다는 단점이 있다. 이 때문에 최근에는 변압기 대신 반도체 전력소자를 이용한 SMPS(Switched Mode Power Supply) 직류전원 공급 장치가 많이 쓰인다.저항(Resistor)은 회로에서 전류의 흐름을 억제하는 부품으로, 옴(Ω, Ohm)을 단위로 사용한다. 저항은 소자의 구조, 재료에 따라 소자 자체의 저항값이 다르게 측정된다. 저항 소자에는 컬러코드가 있는데, 이것은 저항 소자가 작아 규격값을 써넣기가 곤란하므로 색을 이용해 기호로 나타내기 위해서 소자에 새기는 것이다. 이를 통해 저항 소자를 회로에 직접 연결하여 계산하지 않고도 저항값을 알 수 있다. 저항의 종류에는 탄소피막 저항, 금속피막 저항, 권선저항 등이 있다. 탄소피막 저항은 가장 저렴하여 일반적인 용도로 많이 사용되는 저항으로 세라믹 봉에 탄소분말을 입힌 후 나선형의 홈을 파서 저항값을 조절하는 방식으로 만들어진다. 금속피막 저항은 세라믹 봉에 니켈, 크롬 등의 금속피막을 입혀서 만든 저항 소자로, 탄소피막 저항에 비해 온도에 따른 저항값에 변화가 작고, 잡음에 강하다. 권선 저항은 금속선을 코일 형태로 감아 만든 저항으로, 감은 금속선의 길이와 굵기를 조절하여 보다 정밀한 저항값을 얻을 수 있다.
2. 실험 장비 및 재료
2.1. 직류전원 공급 장치
직류전원 공급 장치는 실험 회로에 필요한 직류전원을 공급하는 장치로, 외부에서 들어오는 교류전류를 직류로 변환해서 사용하게 해준다. 회로 실험에서는 거의 직류전원을 필요로 하기 때문에 직류전원 공급 장치는 실험에서 없어서는 안 되는 장치이다. 일반적으로 직류전원 공급 장치는 정전압/정전류 출력단과 가변이 가능한 두 개의 출력단을 갖추고 있다. 전통적인 직류전원 공급 장치는 변압기와 정류회로를 이용하여 교류를 직류로 변환하지만, 변압기를 사용하면 장치의 부피가 크고 전력소모가 크다는 단점이 있다. 이 때문에 최근에는 변압기 대신 반도체 전력소자를 이용한 SMPS(Switched Mode Power Supply) 직류전원 공급 장치가 많이 쓰이고 있다.
2.2. 저항
저항(Resistor)은 전류의 흐름을 억제하는 소자로, 옴(Ω, Ohm)을 단위로 사용한다. 저항은 소자의 구조와 재료에 따라 저항값이 다르게 측정된다. 저항 소자에는 색으로 된 코드가 있는데, 이를 통해 저항값을 직접 읽을 수 있다. 이는 저항 소자가 작아 규격값을 써넣기 어려워 색을 이용해 기호로 나타내기 위함이다.
저항에는 크게 탄소피막 저항, 금속피막 저항, 그리고 권선저항 등이 있다. 탄소피막 저항은 가장 저렴하여 일반적인 용도로 많이 사용되며, 세라믹 봉에 탄소분말을 입혀 나선형의 홈을 파서 저항값을 조절한다. 금속피막 저항은 세라믹 봉에 니켈, 크롬 등의 금속피막을 입혀 만든 소자로, 온도 변화에 따른 저항값 변화가 탄소피막 저항보다 작고 잡음에도 강하다. 권선 저항은 금속선을 코일 형태로 감아 만든 것으로, 감은 금속선의 길이와 굵기를 조절하여 보다 정밀한 저항값을 얻을 수 있다.
2.3. 브레드보드
브레드보드(Bread Board)는 납땜이나 별도의 배선을 하지 않고도 부품들을 연결하여 회로를 구성할 수 있도록 만든 기판이다. 브레드보드에 회로를 구성하면, 부품을 추가하거나 제거하고, 연결을 바꾸는 등의 작업이 수월하다. 일반적인 브레드보드는 내부연결 전기단자의 스트립이 있고, 주 장치의 일부나 격리된 블록처럼 한쪽이나 양쪽은 전원선을 확장하도록 끼워져 있다.""
2.4. LED
LED(Light Emitting Diode)는 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 반도체 소자이다. LED는 화합물 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 전류가 흐를 때 빛을 발산하는 특성을 가지고 있다.
LED는 전기에너지를 빛에너지로 변환하는 효율이 매우 높아 기존의 백열등이나 형광등에 비해 에너지 효율이 매우 우수하다. 예를 들어 백열등의 에너지 효율이 5% 정도인데 반해 LED는...
