기초 회로 실험 제 30장 직류 릴레이 응용 (결과레포트)

문서 내 토픽

1. 릴레이 특성

이번 실험에서는 위 회로와 릴레이 중에 JQ1-12V-F Panasonic Relay를 사용하였고 전원을 인가를 했을 때 한쪽 전원은 켜지고 다름 쪽 전원은 꺼지는 지점의 pickup, dropdown 전류를 측정하여 각각 Pickup 전류의 측정값은 7.9V일 때 20.55mA, Dropdown 전류의 측정값은 2.33V일 때 6.07mA가 측정이 되었다는 것을 확인을 할 수가 있었다.
2. SPDT 릴레이 동작

표 30-2에서 스위치를 개방 회로에서 스위치 을 개방한 상태로 두었을 때 A와 B의 램프는 NO이기 전원은 꺼져 있고 반대로 B와 C 램프는 램프가 NC이기 때문에 램프의 전원은 켜져있는 상태가 된다. 그리고나서 스위치 을 닫을 때 A와 B 사이는 NC이기 전원은 켜지게 되고 반대로 B와 C 램프는 램프가 NO이기 때문에 램프의 전원은 된다.
3. 실험 결과 분석

표 30-1을 통해 NO였던 단자 2-3과 NC였던 단자 2-4가 전원을 서서히 증가를 시켜 20.55mA라는 전류를 주게 되면 단자 2-3과 단자 2-4는 각각 NC과 NO바뀌게 된다. 비슷하게 전원을 서서히 감소를 시켜 전류가 6.07mA일 때 단자 2-3과 단자 2-4가 NO과 NC로 다시 바뀌게 된다는 것을 알 수가 있었다.
4. 실험치와 이론치 차이

실제 전류, 전압 값이 이론치로 알고 있는 값과 다르기도 하고 DMM의 최소 눈금의 크기보다 작을 수도 있기 때문에 오차가 발생을 한다. 또한 온도와 습도에 따라서 저항이 조금 바뀔 수도 있다.
5. 릴레이 Pickup 값

릴레이가 여기 되었을 때를 릴레이가 'Pickup' 되었다고 한다. 'Pickup' 값은 NO 릴레이를 닫고, NC 릴레이를 개방하는데 필요한 최소 구동전류이다.
6. 릴레이 Pickup 값 변경

릴레이는 일종의 스위치로서, 입력이 특정 값에 도달하면 자동으로 다른 회로를 열고 닫는다. 이 때 릴레이의 pickup 값은 코일에 전기가 흘러 전기가 흐르게 되는데 해당 값을 변경하기 위해서는 실험자가 직접 내부를 조작을 해야 하는데 그것은 어렵기 때문에 변경이 불가능하다.
7. 릴레이 Dropout 전류

처음에 회로에 전원을 증가시켜 특정지점에 Pickup 전류를 구할 수 있고 그 상태에서 다시 전원을 감소시켜 특정지점에서 여기 되지 않은 상태, 즉 Dropout 전류를 구할 수가 있다.
8. 릴레이 전원 연결

릴레이가 5V를 연결을 했을 때 코일의 저항은 360 Ω이므로 옴의 법칙에 의해 코일은 적어도 13.89mA의 전류가 흘러 난방기 회로를 정상 개방을 시켜 작동을 할 수가 있는데 만약 10A짜리로 제어하려고 해도 제어가 안 될 것이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 릴레이 특성

릴레이는 전자 스위치로, 전기 회로에서 전류를 제어하는 데 사용됩니다. 릴레이의 주요 특성으로는 절연 저항, 접점 저항, 동작 시간, 접점 용량, 기계적 수명, 전기적 수명 등이 있습니다. 이러한 특성들은 릴레이의 성능과 신뢰성을 결정하는 중요한 요소입니다. 예를 들어, 절연 저항이 높으면 회로 간 누설 전류를 줄일 수 있고, 접점 저항이 낮으면 전력 손실을 줄일 수 있습니다. 동작 시간이 빠르면 고속 스위칭 응용 분야에 적합하고, 접점 용량이 크면 큰 부하를 제어할 수 있습니다. 기계적 및 전기적 수명은 릴레이의 내구성을 나타냅니다. 이러한 특성들을 고려하여 응용 분야에 적합한 릴레이를 선택하는 것이 중요합니다.
2. SPDT 릴레이 동작

SPDT(Single Pole Double Throw) 릴레이는 하나의 입력 접점과 두 개의 출력 접점을 가지고 있습니다. 이 릴레이는 입력 신호가 인가되면 두 개의 출력 접점 중 하나가 선택적으로 닫히게 됩니다. 이러한 SPDT 릴레이의 동작 원리는 다음과 같습니다. 릴레이 코일에 전압이 인가되면 자기장이 발생하여 릴레이 접점을 움직이게 합니다. 이때 하나의 출력 접점은 닫히고 다른 하나의 출력 접점은 열립니다. 이러한 SPDT 릴레이는 전자 스위치, 신호 전환, 전원 전환 등의 응용 분야에 널리 사용됩니다. 예를 들어, 자동차의 방향 지시등 회로, 가전제품의 전원 스위치, 산업 자동화 시스템의 신호 전환 등에 활용됩니다.
3. 실험 결과 분석

실험 결과 분석은 실험을 통해 얻은 데이터를 체계적으로 검토하고 해석하는 과정입니다. 이를 통해 실험의 목적을 달성하고 실험 결과의 의미를 파악할 수 있습니다. 실험 결과 분석 시 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다. 첫째, 실험 데이터의 정확성과 신뢰성을 확인해야 합니다. 측정 오차, 실험 조건의 변화 등을 고려하여 데이터의 품질을 평가해야 합니다. 둘째, 실험 결과와 이론적 예측 간의 차이를 분석해야 합니다. 이를 통해 실험 과정의 문제점을 파악하고 개선 방안을 도출할 수 있습니다. 셋째, 실험 결과의 통계적 유의성을 검정해야 합니다. 이를 통해 실험 결과의 일반화 가능성을 확인할 수 있습니다. 넷째, 실험 결과를 종합적으로 해석하여 실험 목적에 부합하는 결론을 도출해야 합니다. 이러한 실험 결과 분석 과정을 통해 실험의 의미와 가치를 높일 수 있습니다.
4. 실험치와 이론치 차이

실험치와 이론치 간의 차이는 실험 과정에서 발생할 수 있는 다양한 요인들로 인해 발생합니다. 이러한 차이를 분석하고 이해하는 것은 실험 결과의 신뢰성을 높이고 실험 과정을 개선하는 데 중요합니다. 실험치와 이론치 간의 차이가 발생하는 주요 원인으로는 다음과 같은 것들이 있습니다. 첫째, 실험 장비의 측정 오차나 한계로 인한 것일 수 있습니다. 둘째, 실험 조건의 변화나 외부 요인의 영향으로 인한 것일 수 있습니다. 셋째, 이론 모델의 가정이나 단순화로 인한 것일 수 있습니다. 넷째, 실험 데이터의 분석 과정에서 발생한 오류일 수 있습니다. 이러한 차이를 분석하고 그 원인을 규명하는 것은 실험 결과의 신뢰성을 높이고 실험 과정을 개선하는 데 도움이 됩니다. 또한 실험치와 이론치 간의 차이를 줄이기 위한 방안을 모색할 수 있습니다.
5. 릴레이 Pickup 값

릴레이의 Pickup 값은 릴레이 코일에 인가되어야 하는 최소 전압 또는 전류 값을 의미합니다. 이 값은 릴레이 접점이 닫히기 시작하는 시점을 나타냅니다. Pickup 값은 릴레이의 설계 및 제작 과정에서 결정되며, 릴레이의 성능과 신뢰성에 중요한 영향을 미칩니다. Pickup 값이 너무 낮으면 오동작의 위험이 있고, 너무 높으면 릴레이 구동을 위한 전력 소모가 증가할 수 있습니다. 따라서 응용 분야와 요구 사항에 맞는 적절한 Pickup 값을 선택하는 것이 중요합니다. 릴레이 제조사는 일반적으로 Pickup 값을 명시하고 있으며, 이를 참고하여 릴레이를 선택하고 구동 회로를 설계해야 합니다. 또한 실험을 통해 실제 Pickup 값을 확인하고 이를 바탕으로 회로를 최적화할 수 있습니다.
6. 릴레이 Pickup 값 변경

릴레이의 Pickup 값은 릴레이 설계 및 제작 과정에서 결정되지만, 일부 경우에는 Pickup 값을 변경할 필요가 있습니다. Pickup 값을 변경하는 방법은 다음과 같습니다. 첫째, 릴레이 코일의 권선 수를 변경하여 Pickup 전압을 조정할 수 있습니다. 코일 권선 수를 늘리면 Pickup 전압이 증가하고, 줄이면 Pickup 전압이 감소합니다. 둘째, 릴레이 코일에 직렬로 저항을 연결하여 Pickup 전압을 조정할 수 있습니다. 직렬 저항 값을 증가시키면 Pickup 전압이 증가하고, 감소시키면 Pickup 전압이 감소합니다. 셋째, 릴레이 코일에 병렬로 커패시터를 연결하여 Pickup 전압을 조정할 수 있습니다. 병렬 커패시터 값을 증가시키면 Pickup 전압이 감소하고, 감소시키면 Pickup 전압이 증가합니다. 이와 같은 방법을 통해 응용 분야의 요구 사항에 맞게 릴레이의 Pickup 값을 변경할 수 있습니다.
7. 릴레이 Dropout 전류

릴레이의 Dropout 전류는 릴레이 코일에 인가되는 전류가 감소할 때 릴레이 접점이 열리기 시작하는 최소 전류 값을 의미합니다. 이 값은 릴레이의 동작 특성을 나타내는 중요한 지표 중 하나입니다. Dropout 전류는 Pickup 전류와 함께 릴레이 구동 회로 설계 시 고려해야 할 중요한 요소입니다. Dropout 전류가 너무 높으면 릴레이가 불안정하게 동작할 수 있고, 너무 낮으면 오동작의 위험이 있습니다. 따라서 응용 분야의 요구 사항에 맞는 적절한 Dropout 전류 값을 선택하는 것이 중요합니다. 릴레이 제조사는 일반적으로 Dropout 전류 값을 명시하고 있으며, 이를 참고하여 릴레이를 선택하고 구동 회로를 설계해야 합니다. 또한 실험을 통해 실제 Dropout 전류 값을 확인하고 이를 바탕으로 회로를 최적화할 수 있습니다.
8. 릴레이 전원 연결

릴레이를 전원에 연결할 때는 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다. 첫째, 릴레이 코일의 정격 전압과 전류를 확인하고, 이에 맞는 전원을 사용해야 합니다. 릴레이 코일에 과전압이 인가되면 코일이 손상될 수 있고, 과전류가 흐르면 코일이 과열될 수 있습니다. 둘째, 릴레이 코일에 역기전력이 발생하므로 이를 억제하기 위해 코일 병렬로 다이오드를 연결해야 합니다. 이를 통해 코일 전압 스파이크를 방지할 수 있습니다. 셋째, 릴레이 접점을 통해 부하 전류가 흐르므로 접점 용량을 고려하여 적절한 부하를 연결해야 합니다. 넷째, 릴레이 구동을 위한 전원 회로를 설계할 때는 Pickup 전압과 Dropout 전압을 고려해야 합니다. 이를 통해 릴레이가 안정적으로 동작할 수 있도록 할 수 있습니다. 이와 같은 사항들을 고려하여 릴레이를 전원에 연결하면 릴레이의 신뢰성과 수명을 높일 수 있습니다.