[건국대 학종 최초합] 전기전자공학과 물리학 세특 (도서연계)

소개

오일러의 수학적 발견이 이끄는 전기공학 혁신
:임피던스와 전류의 해석과 주파수 영역의 시그널 처리와 제어

목차

Ⅰ. 주제선정이유 및 발표내용요약
Ⅱ. 내용
Ⅲ. 오일러공식의 이해
Ⅳ. 오일러공식과 전기공학
Ⅴ. 느낀점

본문내용

주제 선정 이유, 요약
전자기학에 대해 자세히 다룬 <파인만의 물리학 강의 Volume 2>라는 책을 읽었다. 이 책의 (챕터22.교류회로)부분을 읽고
교류 회로에서의 임피던스와 전류의 해석에 복소수의 개념이 중요하다는 것을 알게되었다.
교류 회로에서 임피던스의 값이 복소수로 주어지는데 복소수와 전기공학이 긴밀한 연결이 있음을 알고
복소평면을 통해서 복소수를 쉽게 해석할 수 있는 오일러의 공식에 대해 공부해보았다. 복소평면이 직관적으로 와닿지않아서 시계그림을 그려 보이지않는 부분과 보이는 부분의 관계를 파악하니 삼각함수를 통해서 실수부와 허수부 사이의 관계를 알 수 있었다.이를 바탕으로 오일러의 정리를 통해서 임피던스의 크기를 구할 수 있었으며, 전류와 전압의 위상차 또한 구할 수 있었다.
그리고 오일러의 정리가 전기공학분야에서는 실제로 어떻게 쓰이는지 조사해보았다.

<파인만의 물리강의 Volume 2>
지수함수와 삼각함수 관계를 이용한 임피던스 표현과 전류 계산

임피던스란, 물리시간에 배웠던 전압과 전류에 대한 식 에서의 저항 값을 확장한 개념이다. 임피던스는 교류 회로에서 전압이 가해졌을 때, 전류의 흐름을 방해하는 정도이다. 일반적으로 교류전압의 진동수에 의존하는데, 스칼라인 저항과는 다르게 임피던스는 위상을 갖는다. 즉, 교류 회로의 상황에 따라서 임피던스에 위상차가 발생하게 된다. 직류회로에서는 임피던스의 위상차가 발생하지 않아 저항과 임피던스의 크기가 같아지게 된다.

임피던스 값이 a+bi 라고 하자.
그 복소평면 상에서(a,b)에 위치하게 된다. 따라서 이 값의 크기는 이 된다. 하지만 이 값이 실수 값과는 다르다는 것을 인지해야한다.

참고자료

· 파인만의 물리학 강의 Volume 2 (저자:리처드파인만)