기초 회로 실험1 제10장 전압 분할 회로(무부하)

본 내용은 " 기초 회로 실험1 제10장 전압 분할 회로(무부하) (예비레포트) " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2025.06.28

문서 내 토픽

• 1. 저항성 전압 분할기

  저항기의 복잡한 연결로 구성되어 하나 또는 여러 부하를 구동하는 회로입니다. 무부하 전압 분할기는 외부 부하에 전류가 공급하지 않는 회로를 의미합니다. 예를 들어 12V 전압에 저항기가 7.5kΩ과 2.5kΩ으로 분할되면 각각 9V, 3V의 전압이 발생합니다. 옴의 법칙을 활용하여 전류 I=V/R(T)로 계산하고, 각 저항에 걸리는 전압은 V1=I×R1, V2=I×R2로 구합니다.

• 2. 전압 분할 규칙

  비례식을 사용하여 특정 저항기의 전압값을 구합니다. V1/V = R1/R(T), V2/V = R2/R(T)의 식으로부터 V1 = V × R1/R(T), V2 = V × R2/R(T)를 도출합니다. 이 규칙은 직렬회로의 저항 개수에 상관없이 성립하는 기본 원리입니다. 이를 통해 각 저항에 걸리는 전압을 정확히 계산할 수 있습니다.

• 3. 가변 전압분할 회로

  분압기의 손잡이 부분을 회전시켜 wiper를 이동하면 저항값을 조절할 수 있습니다. wiper가 B에서 A로 이동하면 저항이 0에 근접하고, B에서 C로 이동하면 저항이 10kΩ에 접근합니다. 고정 저항기를 여러 개 회로에 구성할 때 전압의 가변 범위를 설정할 수 있으며, 특정 전압을 설정할 수 있습니다.

• 4. 실험 측정 방법

  고정형 전압 분할기에서는 R1=820Ω, R2=1kΩ, R3=2.2kΩ, R4=3.3kΩ으로 회로를 설계하고 15V를 인가합니다. 각 저항에 걸리는 전압 V1, V2, V3, V4를 전압계로 측정하고, V(BE), V(CE), V(DE)의 값도 측정합니다. 가변 전압 분압기에서는 분압기의 가변 팔을 A, 중간, C 위치로 이동시키며 V(AB), V(BC), 전류를 측정합니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 저항성 전압 분할기

  저항성 전압 분할기는 전자회로의 기본적이면서도 매우 실용적인 구성요소입니다. 두 개 이상의 저항을 직렬로 연결하여 입력 전압을 원하는 크기의 출력 전압으로 변환하는 원리는 간단하지만 강력합니다. 이 회로는 센서 신호 조정, 바이어스 전압 생성, 신호 감쇠 등 다양한 응용에서 필수적입니다. 다만 부하 저항의 영향을 고려해야 하며, 정밀한 전압 분할이 필요한 경우 임피던스 매칭과 온도 계수를 신중히 검토해야 합니다. 저항값 선택 시 전력 소비와 정확도 사이의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.

• 2. 전압 분할 규칙

  전압 분할 규칙은 직렬 저항 회로에서 각 저항에 걸리는 전압을 계산하는 핵심 원리입니다. 출력 전압이 각 저항의 비율에 정확히 비례한다는 이 규칙은 회로 설계의 기초를 이룹니다. 수식 Vout = Vin × (R2/(R1+R2))은 매우 직관적이고 실용적입니다. 그러나 이 규칙은 이상적인 조건, 즉 부하 전류가 없을 때만 정확하다는 점을 명심해야 합니다. 실제 회로에서는 부하 임피던스의 영향으로 편차가 발생하므로, 테브닌 등가 회로를 이용한 보정이 필요할 수 있습니다.

• 3. 가변 전압분할 회로

  가변 전압분할 회로는 가변 저항(포텐셜미터)을 사용하여 출력 전압을 연속적으로 조절할 수 있는 유연한 구성입니다. 이는 음량 조절, 밝기 제어, 신호 레벨 조정 등 실생활의 많은 응용에서 활용됩니다. 포텐셜미터의 선형성, 저항 편차, 접점 잡음 등의 특성을 이해하는 것이 중요합니다. 디지털 제어가 필요한 경우 디지털 포텐셜미터나 DAC를 사용할 수 있으며, 고정밀 응용에서는 정밀 저항과 온도 보상을 고려해야 합니다. 부하 효과를 최소화하기 위해 버퍼 앰프를 추가하는 것도 좋은 설계 방법입니다.

• 4. 실험 측정 방법

  전압 분할 회로의 실험 측정은 이론과 실제의 차이를 이해하는 데 매우 중요합니다. 멀티미터를 사용한 직접 측정이 기본이지만, 측정 시 멀티미터의 입력 임피던스가 회로에 미치는 영향을 반드시 고려해야 합니다. 정밀한 측정을 위해서는 오실로스코프를 사용하여 동적 특성을 관찰하고, 다양한 부하 조건에서의 성능 변화를 기록하는 것이 좋습니다. 온도 변화에 따른 저항값 변동도 측정하여 온도 계수를 파악할 수 있습니다. 체계적인 데이터 수집과 분석을 통해 회로 설계의 정확성을 검증하고 개선할 수 있습니다.