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1. 전기회로 설계 및 실습
1.1. 전기회로 설계 실습 개요
전기회로 설계 및 실습은 전자전기 공학도들에게 필수적인 실험실습 과목이다. 이 과목을 통해 학생들은 전기회로의 기본 원리와 측정 기법을 익히게 된다. 전압, 전류, 저항 등 전기회로의 기본 요소를 측정하고 분석하는 능력을 배양할 수 있다. 또한 직렬 및 병렬 회로의 전압 분배와 합성 저항 계산 등 회로 설계 이론을 실습을 통해 체험할 수 있다.
더불어 전력 공급 장치인 DC 전원공급기의 출력 특성을 확인하고, 전압 측정 시 부하 효과에 대해서도 학습한다. 이를 통해 전기회로의 실제 동작 특성을 이해할 수 있다. 마지막으로 실내 전력 배선에 대한 지식도 쌓을 수 있으며, 교류 전압의 실효치 개념에 대해서도 학습하게 된다.
이처럼 전기회로 설계 및 실습 과정에서 학생들은 전기 및 전자 회로의 기본 원리와 측정 기법을 폭넓게 익히게 된다. 이는 추후 전자 및 전기 분야의 전문 지식을 습득하는 데 있어 필수적인 기초 지식이 된다.
1.2. 건전지 내부저항 측정
1.2.1. 건전지 내부저항 예측
건전지의 내부저항은 건전지의 전압 출력특성에 매우 중요한 영향을 미친다. 건전지의 내부저항이 낮을수록 부하에 따른 전압 강하가 작아 이상적인 전압 출력 특성을 나타낼 수 있다.
건전지의 내부저항 R_{내부}을 가정하고 외부 부하 저항을 R_L이라고 할 때, 부하에 걸리는 전압 V_o는 다음과 같이 표현할 수 있다:
V_o = (R_L / (R_L + R_{내부})) * V_{건전지}
이 식에서 R_{내부}가 0에 가까울수록, 즉 내부저항이 매우 작을수록 Gain 값인 R_L / (R_L + R_{내부})가 1에 수렴하게 된다. 이는 곧 출력 전압 V_o가 건전지의 전압 V_{건전지}와 거의 동일해짐을 의미한다.
하지만 실제로 내부저항이 완전히 0인 이상적인 건전지는 존재하지 않는다. 따라서 건전지의 내부저항 R_{내부}은 매우 작은 값을 가질 것으로 예상된다. 일반적으로 건전지의 내부저항은 수 옴(Ω) 수준으로 알려져 있다.
즉, 건전지의 내부저항이 작을수록 부하에 따른 전압 강하가 적어 이상적인 전압 출력 특성을 나타낼 수 있다고 할 수 있다.
1.2.2. 건전지 내부저항 측정 회로 설계
건전지의 내부저항을 측정하기 위해서는 건전지의 출력 단자에 부하 저항을 연결하고 부하 저항 양단의 전압을 측정하면 된다. 이때 건전지의 내부저항은 옴의 법칙을 이용하여 계산할 수 있다.
건전지의 내부저항을 R_내부로, 외부 부하 저항을 R_L로 가정하면, 건전지 단자 전압 V와 부하 저항 양단 전압 V_o는 다음 관계식으로 표현할 수 있다:
V_o = (R_L / (R_L + R_내부)) * V
이 식에서 R_내부가 0에 가까울수록 R_L / (R_L + R_내부)의 값이 1에 ...
