본문내용
1. 노드해석
1.1. 각 노드 a, b, c의 전압 계산
각 노드 a, b, c의 전압 계산은 다음과 같다.
키르히호프의 전압 법칙에 따라 노드 a에 연결된 전압원 V1과 저항 R1, R2에 걸리는 전압의 합은 0이 된다. 따라서 V_a = V1 = 10V이다.
노드 b에 연결된 전압원 V2와 저항 R2, R3에 걸리는 전압의 합은 0이 된다. 따라서 V_b = V_c + V2 = V_c + 5V이다.
노드 c에 연결된 저항 R3에 흐르는 전류 I_3와 노드 b의 전압 V_b를 이용하여 옴의 법칙을 적용하면 V_c = V_b - I_3 * R3 = 6.5V - 0.1612A * 3Ω = 1.5V이다.
따라서 각 노드의 전압은 다음과 같다.
V_a = 10V
V_b = 6.5V
V_c = 1.5V
1.2. 각 도선의 전류 수식화
각 도선의 전류 수식화는 다음과 같다.
키르히호프의 전류 법칙에 따르면 폐회로에서 전류의 대수합은 0이므로, 회로도의 네 개의 폐회로에 대해 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.
폐회로 1: I1 - I2 = 0
폐회로 2: I2 - I3 + I1 = 0
폐회로 3: I3 - I1 = 0
폐회로 4: I2 = 5V/10Ω = 0.5A
이를 연립하여 해를 구하면, I1 = 0.4728mA, I2 = 1.139mA, I3 = 0.1612mA이다.
따라서 각 도선의 전류는 키르히호프의 전류 법칙을 통해 수식화할 수 있다.
1.3. 이론값과 측정값 확인
실험 결과 노드해석으로 풀이한 이론값과 측정값이 거의 일치하는 모습을 볼 수 있다. 이론값으로 구한 Va는 10V, Vb는 6.5V, Vc는 1.5V이고, 실제 측정값은 Va = 9.992V, Vb = 6.476V, Vc = 1.482V로 나타났다. 이를 통해 노드해석법을 적용하여 구한 회로의 전압 분포가 실제 측정값과 잘 일치함을 확인할 수 있다.
2. Mesh 해석
2.1. Mesh 해석법을 통한 회로 분석
Mesh 해석법을 통한 회로 분석이다.
계 모두 닫힌 계이므로 키르히호프 전압 법칙을 적용할 수 있다. 닫힌계에서의 전압의 대수합은 0이므로 아래의 3개의 연립방정식을 구할 수 있다.
- +4( (4(
연립하여 계산하면 I1=0.4728mA, I2=1.139mA, I3=0.1612mA이다.
이론치와 측정치를 확인해보면 다음과 같다.
이론치 측정치
I1 0.4728mA 0.4763mA
I2 1.139mA 1.131mA
I3 0.1612mA 0.1650mA
실험 결과 메쉬해석법으로 계산한 이론값이 측정값과 거의 일치하는 모습을 볼 수 있다.
2.2. 이론값과 측정값 비교
실험 결과 메쉬해석법으로 계산한 이론값이 측정값과 거의 일치하는 모습을 볼 수 있다. 이론값으로 계산한 전류 I1은 0.4728mA, I2는 1.139mA, I3는 0.1612mA이었고, 측정값 또한 각각 0.4763mA, 1.131mA, 0.1650mA로 비슷한 결과를 보였다. 메쉬해석법을 통해 도출한 전압 V1=1.429V, V2=3.395V, V3=0.165V와 멀티미터로 측정한 결과도 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 메쉬해석법을 적용하여 회로를 분석한 결과가 실제 측정값과 매우 유사함을 알 수 있다.
3. 스톱워치 설계
3.1. 서론
논리회로 및 기초전자전기실험으로 배운 지식을 활용하여 스톱워치를 설계하는 과정입니다. 각각의 파트를 올바르게 설계하고, 실험 때 성공적으로 구성하는 것이 좋은 점수를 받는 방법이라고 할 수 있겠습니다. 스톱워치와 추가 기능이 차지하는 비중이 큰 만큼, 지금까지의 실험에서 받은 감점을 만회할 수 있는 실험이기도 합니다. 스톱워치는 크게 스위치부, 카운터부, 디스플레이부, 그리고 추가 기능으로 구분할 수 있습니다. 세부사항은 Part 2에서 다이어그램을 통해 알아보도록 하겠습니다.
3.2. 기본 설계
3.2.1. 스위치부
스위치부는 스톱워치 기능의 구현을 위해 필수적인 ...
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