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함수발생기 예비보고서

설 계 목 표 설 계 목 적 이 론(상세기능) 필 요 물 품 회 로 도 설 계 시 문제점 예 상 결 과 현실적 제한요소 역 할 및 일 정일반적인 설계로써 주어진 사양을 만족 사양을 만족하는 함수발생기를 제작하여 결과물 완성 결과물의 기능성과 완성도를 평가 결과물이 여러가지 제한요소 (안정성, 경제성, 내구성 등)의 만족여부 평가 설계에서 제작까지 종합적인 설계과정을 평가함수 발생기완 성PCB브래드 보드회 로 도필요물품예상비용작품완성MultiSim이론조사함수발생기 흐름도Op-amp (741)연산을 위해서 사용할 수 있는 일종의 증폭기.1. 정귀환을 이용하여 –Vout에서 +Vout 사이를 스윙하는 구형파를 출력할 수 있다. 2. R을 변경하여 주파수 조절 (R : 해당 회로에서 R7. 설계 시 가변 저항을 이용 계획)Oscillator1. 여러 개의 파형을 합하는 증폭기. 2. R을 조절하여 offset을 조절할 계획. (R : 해당 회로에서 R15. 설계 시 가변 저항을 이용 계획)가산 증폭기 회로1. 입력파형을 반전된 위상으로 증폭시키는 회로. 2. 가변저항을 이용해 전압의 피크값을 조절한다. 전압이득은 아래의 수식을 따른다. (R : 해당 회로에서 R7. 설계 시 가변 저항을 이용 계획)반전 증폭기 회로1. 양의 반사이클 동안 커패시터는 방전되고, 음의 반사이클은 반대로 된다. 2. 구형파를 입력하면 삼각파가 출력되는 회로이다.적분기 회로1. 부귀환 회로를 통해 잡음을 감소시키는 역할을 하는 회로이다. 2. 삼각파를 입력하면 구형파가 출력되는 회로이다. (본 회로는 설계 회로도 에는 사용되지 않았음!)슈미트 트리거D=W/T 식에 의해 R을 조정해서 출력펄스의 폭을 변화시킬 수가 있다. 2. R이 커지면 Duty가 0에 가까워지고 R이 작아지면 DUTY 가 50%에 가까워 진다. (R : 해당 회로에서 R2. 설계 시 가변 저항을 이용 계획)제한 검출기(비교기)만 능 기 판I C 칩 (op amp 741)인 두4선택 스위치가 변 저 항각종저항첫번째 : 정확한 데이터시트 파악 (8핀 및 14핀의 위치를 정확히 파악)두번째 : 납땜시 열에 약한 소자의 손상 주의 (소켓사용 및 인두 주의)세번째 : 리드선의 연결이 복잡해 합선 염려 (완성품을 고려, 100*150판에 제작)경제성윤리성생산성내구성① 경제성: 조별 재료비는 10만원 이내로 하며, 소요부품 구입 시 시장조사를 철저히 하여 저렴한 가격으로 부품 구입을 하여야 하며, 연구비 정산규정과 동일한 방법으로 정산서를 제출해야 함 ② 윤리성: 함수발생기 제작 과정 및 결과물에 대한 안전성 확보. ③ 생산성: 출력 모니터링이 쉽고, 동작시험이 편리하도록 외관설계를 한다. 목표 기능을 내는데 부품의 최소화 및 독창성을 발휘한다. ④ 내구성: 이동이 편리하고 충격에 기능이 상실되지 않도록 견고하게 만든다.44.9%2.3%9.4%15.9%15.4%12.3%설계 작품 제작!!!설계 작품 제작 설계내용 이해 PPT 제작 관련 이론 조사 시뮬레이션 제작 필요물품 구입50%50%50%50%(단위 : %)100 80 60 40 20 0이론조사 (회로도)시뮬레이션설계작품 (납땜)PPT최최준 비 단 계06. 03 ~ 07작품수정 및 보고서 제작작품제작물품구입이론조사작품 오류 점 찾아 분석 및 수정 시연 동영상 제작 및 케이스 제작 최종결과 발표 및 시연 준비설계 주제 이해 사전 이론 조사 팀원 간 할당량 분배물품 구매처 조사 회로도 제작 팀원 간 시간 맞추기제 작 단 계작 품 완 성 도수정 및 완성 단계~06.10~06.18~06.20이해{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.11.01| 21페이지| 2,000원| 조회(186)

예비보고서, 함수발생기, 광운대, 설계제안서

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전기전자회로실험 가산기만들기

전기전자회로실험 - 실험 6. 논리조합회로의 설계 -논리게이트 조합으로 복잡한 논리적 함수관계 구현 및 불필요하게 복잡한 논리를 단순화 시키는 K-map 응용 방법 을 익히고 don ’ t care 조건 을 다루는 예를 실습한다 . 조합논리회로의 설계의 실례로 덧셈기 ( 가산기 ) 의 회로 를 구현해 본다 . 반가산기와 전가산기의 기본동작 이해 및 실제 회로설계에 적용하여 논리회로를 다루는 능력을 배양한다 . 1. 개요논리게이트의 조합 조합논리회로는 0 과 1 두 상태중의 하나만을 갖는 여러 개의 논리변수 입력을 가지며 출력은 한 개 또는 여러 개가 될 수 있다 . 각각의 출력의 상태는 어느시점에서나 그때의 입력변수의 상태에 따라 0 혹은 1 로 결정된다 . 즉 출력은 입력변수들의 함수로 표현된다 . 2. 논리회로와 단순화논리회로도 로 나태내는 방식 부울대수 에 의한 수학적 기호로 나타낸 표현 방식 진리표 로 나타내는 방식 논리적 함수관계를 나타내는 법진리표 - 부울대수 - 논리회로도 사이의 관계1 단계 : 주어진 문제를 진리표 로 표현한다 . 2 단계 : 진리표를 논리식 으로 표현한다 . 3 단계 : 논리식에 부울대수 기본법칙들을 적용하여 단순화시킨다 . 4 단계 : 단순화된 논리식에 해당하는 논리 회로도 를 작성한다 논리회로의 설계이러한 형태로 입출력 관계를 나타낸 것을 sum of product form 이라하고 구성되있는 곱하기 꼴의 각 항을 minterm 이라고 부른다 . 2 단계 : 진리표를 논리식으로 표현하는 방법3 단계 : 논리식을 단순화시키기 만약 입력변수의 수가 더 많아 지고 복잡해지면 단순화시키는데 한계가 발생하게 된다 .K – MAP 은 단지 진리표의 다른 표현이다 . 3. K – MAP 과 진리표 Input Values (x,y) Function Value F(x,y) 0 0 a 0 1 b 1 0 c 1 1 d y=0 y=1 x=0 a b X=1 c dY Z X 1 3 7 6 5 4 2 0 전체를 구역으로 나눈다 . 서로 인근의 minterm 들은 공통항을 갖는다 . 부울대수식의 단순화 과정을 보다 직관적으로 알 수 있다 . K – MAP 의 특징 yz=00 yz=01 yz=11 yz=10 x=0 m 0 m 1 m 3 m 2 x=1 m 4 m 5 m 7 m 6 m 0 = m 7 = yz=00 yz=01 yz=11 yz=10 x=0 x=1 z y x z y x z y x z y x z y x z y x z y x z y x z y x z y x . . . . . Van-diagram K-MAP인근 minterm 들을 그룹을 지어준다 . 그룹의 크기가 클수록 표현식이 간단해진다 . K-MAP 의 표현 y z z 1 0 2 4 3 5 6 7 x 0 1 00 01 11 10 x K-MAP 의 표현 방법 (1) (2) z x 1 0 2 4 3 5 6 7 x y z z y 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 3 2 5 6 4 7 X Y Z W부울대수식을 직관적으로 단순화할 수 있다 . K-MAP 의 표현 x y 1 0 2 4 3 5 6 7 1 1 1 1 z y = z y yz + = z y x z y x z y x z y x ) z , y , x ( F + + + =출력이 1 이거나 0 이거나 상관이 없다 . K-MAP 에서는 X 로 표시한다 . Don ’ t care condition z w 0 1 3 2 4 5 7 6 12 13 15 14 8 9 11 10 1 1 1 1 1 X X X X X X 0 0 0 0 0 x F1 (w,x,y,z) = w + x z + x y G = 7 Input : F1(w,x,y,z) 은 5 이상의 BCD 코드 예제 ) ( 단 , non BCD 코드는 Don ’ t care condition 을 사용하여라 .) ☞ K - MAP 은 그룹의 크기가 클수록 단순해진다 . yminterm 에서 1 이 홀수개 면 1 이다 . K-MAP 에서의 XOR + + + = Å Å Z Y X Z Y X Z Y X Z Y X Z Y X x y 1 0 2 4 3 5 6 7 1 1 1 1 z = z y x = z y x = z y x = z y x m 1 m 4 m 2 m 7 홀수 갯수 1 개 1 개 1 개 3 개 Odd Funtion가산기란 두개의 수를 더하는 회로 를 말한다 . 4. 가산기 ( Adder ) C 2 A = B = C 1 C 0 A 3 A 2 A 1 A 0 B 3 B 2 B 1 B 0 = 1 0 1 1 = 1 0 0 1 0 1 1 + S 3 S 2 S 1 S 0 C 3 = 1 0 1 0 0 올림수 Carry 발생올림수 없이 단지 두수만을 더하는 가산기 반가산기 ( Half Adder ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A B C S 입력 1 1 1 1 1 1 1 출력 = Å B + A S = B A A B A C = B 7468 7408 내부구조입력 두비트 0 와 낮은 자리수에서 올라온 올림수를 더하는 경우 발생하는 출력은 합과 올림수 이다 . 전가산기 ( Full Adder ) A n S = B n C n-1 + A n B n C n-1 + A n B n C n-1 + A n B n C n-1 A n (B n Å C n-1 ) + A n (B n C n-1 + B n C n-1 ) A n (B n Å C n-1 ) + A n (B n Å C n-1 ) A n Å B n Å C n-1 = = = C n = A n B n C n-1 + A n B n C n-1 + A n B n C n-1 + A n B n C n-1 C n-1 (A n Å B n ) + A n B n전가산기 ( Full Adder )전가산기 ( Full Adder ) 내부구조 F S n C n A n B n C n-1 7468 7468 7432 7408 7408FA 와 HA 의 Relationship FA(Full Adder) 안에는 HA(Half Adder) 블록도가 2 개 존재한다(1) 그림 4 의 진리표를 갖는 최대한 단순화된 논리회로도를 그려라 . K-MAP(2) 그림 7 의 진리표가 갖는 최대한 단순화된 논리회로를 그려라 .K-MAP(3) 그림 8 의 진리표를 갖는 최대한 단순화된 논리회로를 그려라 .K-MAP 2 의 X 값은 상관 안하기 때문에 부울대수식에 쓰지 않습니다 .(4) 설계 네명이 버튼을 눌러 투표하기 위한 회로를 설계하라 . 두 사람 이상이 버튼을 누르면 LED 가 켜지는 동작을 하도록 한다 . 입력값 중에 1 이 2 개 이상 있으면 출력값이 1 이 나온다 .(5) 설계 어떤 회로에 4 비트로 이루어진 2 진수 데이터가 입력된다고 하자 . 이 데이터의 변화 범위는 0~9 이다 . ( 이는 10~15 의 범위의 데이터가 나타나는 경우는 없는 것으로 간주하여도 무방함을 뜻한다 .) 데이터의 크기가 2 이상이고 7 이하이면 출력이 1 이 되는 회로를 설계하라 . * 4 비트 = 입력값이 4 개 * 2 진수 데이터 = 입력값이 0 또는 1 * 변화 범위 0~9=10~15 의 출력값은 X * 2 이상 7 이하 출력이 1 = 0010 (2) ~0111 (2) 입력시 출력이 1(6) 전가산기 회로를 사용하여 2 비트씩으로 이루어져 있는 두 개의 이진수를 더하는 회로를 구성하라 .{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.11.01| 35페이지| 2,000원| 조회(275)

가산기, 설계, 광운대, 전기전자회로실험, 논리조합회로

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실제 심리학 이론 적용 및 실험 분석

실제 심리학 이론 적용 및 실험 분석 - 도서관- 내 자리에 누가 앉아있다면? -- 내 주변엔 누가 앉아있을까? -학번 :과 :이름 :Ⅰ. 실험 주제 선정사례) 얼마 전, 도서관에서 겪은 일이다. 좌석시스템에 209번 자리를 체크하고 자리로들어 갔다. 하지만, 209번 자리에는 여학생이 공부를 하는 중이었다. “저기요... 여기 제 자리인데요?” 대부분의 자리가 비어있었지만, 버젓이 있는 내 자 리를 놔두고 굳이 다른데서 공부할 필요는 없었다. “저기... 자리도 많이 비는데 옆에서 하시면 안될까요?”라는 여학생의 말에 어느새 옆자리에서 말없이 공부하고 있는 나를 발견할 수 있었다.한 학기 동안의 강의 주제 중 흥미로운 분야에 대한 실험을 준비했다. 모든 인류의 공통적인 관심사인 ‘남성과 여성의 심리차이’를 알아보는 실험을 계획했다. 단순하지만 명확한, 남녀의 심리를 알아볼 수 있는 실험엔 무엇이 있을까? 학생인 우리에게 가장 익숙한 학교라는 공간 중에서 도서관을 실험장소로 결정했다. 도서관에서 자리양보를 부탁하는 사람이 이성인가 동성인가에 따라 나타나는 남녀의 행동을 통해 심리를 알아본다. 또한, 대인공간의 위치에 따라 상대방을 인지하는 남녀의 차이를 알아보기로 하였다.Ⅱ. 심리학 이론 적용우리는 남녀의 심리차이를 배웠다. 서로가 이성에게 대할 때 감정이 다르고 동성에게 대할 때 감정이 다르다. 남자의 본성 중에 가장 중요시 되는 부분은 ‘여자’라는 존재 자체이다. 건강할수록, 외모가 뛰어날수록, 나이가 어릴수록 여자를 선호한다. 즉 외형적인 부분이 가장 중요시된다. 또한 남자는 사회적인 측면에서 볼 때, 도움을 주는 것이 자신이 능력이 있는 것으로 생각하여 즐기는 경향이 있다. 이러한 남자의 사회적인 심리학 이론을 여자의 부탁에 응하는 정도로 알아보는 간단한 실험을 계획하였다. 남녀의 기본적인 차이 대인관계시 남녀의 차이사람들은 다른 사람과 어느 정도 공간을 유지하려고 한다. 친밀영역, 개인적영역, 사회적영역 등으로 나뉘며 남자와 여자는 대인공간의 위치에서도 차이를 나타낸다. ‘앞’이라는 공간은 남자에게 있어서 중요한 공간이고, ‘옆’이라는 공간은 여자에게 있어서 중요한 공간이다. 편안함을 느끼는 공간 또한 남녀가 다르게 나타나는데 남자는 옆자리에 여자는 앞자리에 낯선사람이 앉았을 때 편안함을 느낀다. 이러한 남녀의 대인관계 심리학 이론을 알아보는 간단한 실험을 계획하였다.Ⅲ. 실험 방법 설명도서관의 Open석을 활용하기로 하였다. 우리학교는 Open석도 지정석 시스템이다. 아무도 앉아있지 않은 지정석에 미리 앉아있기로 하였다. 실험대상자가 자신의 자리에 앉아있는 누군가를 발견할 것이다. (1)앉아있던 피실험자가 자리 양보를 요청했을 때 실험자는 어떻게 반응할지 알아본다. (2) 실험자의 맞은 편과 옆에 있던 사람들의 인상착의를 얼마나 기억하는지에 대해 알아본다.Ⅳ. 실험 관련 설문지 제작설문지이 설문지는 도서관에서 각 상황에 따른 당신의 반응을 알아보는 실험입니다. 상대방의 성별 여부에 따라 행동 및 인지정도에 차이가 있는지를 알아보는 설문지 입니다. 질문을 읽고 간략하게 대답해주십시오. 성별에 따른 특성을 알아보기 위해 주관식 질문이 포함되어 있습니다. 이 설문지는 수업과제 제출용으로써 사용됨을 알려드립니다.1. 당신의 성별은 무엇입니까?① 남자 ② 여자2. 요청한 상대방의 성별은 무엇입니까?① 남자 ② 여자3. 당신은 상대방의 요청을 받아들이셨습니까? (요청 : 옆 자리에서 하시면 안될까요?)① 받아들였다.(선택시 4번질문으로) ② 거절했다.(선택시 5번 질문으로)4. 상대방의 요청을 받아들인 이유가 무엇입니까? 아래 예문처럼 간단히 써주세요.()- 상대방의 부탁을 거절하기 힘들기 때문에, 굳이 그 자리가 아니여도 주위에 자리가많으니까, 사소한 자리 하나로 말이 길어지는게 귀찮아서 -5. 상대방의 요청을 거절하신 이유가 무엇입니까? 아래 예문처럼 간단히 써주세요.()- 왜 굳이 여기서 해야 하는지 이해가 가지 않아서, 원래 내 자리니까, 나도 거절 당해본 경험이 있기 때문에 -6. 당신은 맞은편에 앉았던 사람의 인상착의를 기억하십니까?① 기억한다 (선택시 6-(1)질문) ② 못한다6-(1). 옆에 앉았던 사람의 성별은 무엇이며 기억하는 이유는 무엇입니까?① 동성 ② 이성 기억하는이유 : ()7. 당신은 옆에 앉았던 사람의 인상착의를 기억하십니까?① 기억한다 (선택시 7-(2)질문) ② 못한다7-(2). 맞은편에 앉았던 사람의 성별은 무엇이며 기억하는 이유는 무엇입니까?① 동성 ② 이성 기억하는이유 : ()Ⅴ. 실험 결과문항보기선택합계1. 성별남1525여102. 상대방의 성별남 ? 자신과 동성9(1)25(8)(괄호안의 숫자는 요청 수용여부)남 ? 자신과 이성6(4)여 ? 자신과 동성4(1)여 ? 자신과 이성6(2)3. 상대방의 요청수용 여부받아들였다825거절했다174. 요청을 받아들인 이유남자1. 여성의 부탁을 거절하는 것 자체가 어렵다.2. 그 정도 요청은 어려운 것이 아니므로 양보했다.3. 여자분이 예뻐서 옆에서 공부하기 위해서4. 여자분이라 양보해야할 것 같았다. (2명)여자1. 어짜피 옆에 자리도 많으니까2. 굳이 나로인해서 상대방이 자리를 옮겨야 할까봐3. 상대방이 자리연장시간에 연장하지 못했을 수도 있으므로5. 요청을 거절한 이유남자1. 내 자리니까 거절하는게 당연하다. (6명)2. 옆에 많은 자리를 두고 굳이 내 자리 앉는지...3. 여자분이 옆에서 공부하면 신경쓰이니까4. 무응답 (3명)여자1. 내 자리니까 거절하는게 당연하다. (4명)2. 오픈석인데 옆에서 공부하면 신경쓰인다. (2명)3. 무응답6. 맞은편에 앉은 사람인상착의기억 한다(남 : 9명, 여 : 4명)1325기억 못 한다(남 : 6명, 여 : 6명)126-(1) 기억하는 이유남자1. 무의식적으로 은연 중에 쳐다보았다. (5명)2. 여자분이라 신경쓰여서 보게된다.3. 여자분이 예뻐서 무슨 과목을 공부하는지 보았다.여자1. 무의식적으로 은연 중에 쳐다보았다.2. 상대방이 쳐다보는 것 같아 신경 쓰여서 (3명)7. 옆에 앉은 사람 인상착의기억 한다(남 : 9명, 여 : 9명)1825기억 못 한다(남 : 6명, 여 : 1명)77-(1) 기억하는 이유남자1. 무의식적으로 쳐다보았다. (2명)2. 여자분이라 괜스레 신경쓰였다. (3명)3. 자꾸 나를 신경 쓰는 것처럼 느껴졌다.여자1. 치마를 입고 있어서 옆사람이 신경쓰여서 (2명)2. 그냥 옆을 신경써서 쳐다보게 된다. (4명)3. 누군가 있으면 불편해서 의식하게 된다 (2명)Ⅵ. 정리 및 분석○정리를 살펴본 결과 특징적인 부분이 발견되었다. 남자의 경우 이성에게 부탁을 받았을 때, 월등히 높은 수용 정도(66.6%)를 나타내는 현상을 실험을 통해 알 수 있었다. 반면 남자가 남자에게 부탁을 받았을 경우에는 현격히 낮은 수용정도를 나타냄을 실험을 통해 알 수 있었다.또한, 요청을 거부한 이유는 남녀가 대부분 비슷했다. 내 자리이기 때문에 거절하는게 당연하다는 의견이 대부분을 차지했다.●분석우리는 심리학 이론에서 남자의 경우, 도움을 요청하는 것에 대해 매우 인색하고 도움을 주는 것이 자신이 능력이 있는 것으로 생각하고 즐긴다고 배웠다. 하지만, 이러한 이론은 이성과의 관계에서만 성립할 뿐, 같은 동성과의 관계에서는 전혀 성립하지 않고 오히려 반대의 성향이 나타남을 보였다. 이러한 이유를 분석해보면, 굳이 경쟁상대인 남자에게까지 호의를 베풀 필요가 없기 때문이다. 남자는 과거부터 우두머리가 되기 위한 경쟁을 벌이도록 진화해왔다고 배웠다. 힘을 과시하고 같은 남자와의 경쟁에서 우위를 차지하기 위한 본성적 강박관념이 있기 때문에 같은 남자에게 매우 인색한 요청 수용정도(11.1%)를 나타낸 것이다.○정리를 살펴본 결과에서도 특징적인 부분을 한가지 발견 할 수 있었다. 여자의 경우, 옆자리에 앉은 사람을 많이 신경쓰는 현상을 실험을 통해 알 수 있었다.남자의 경우에는 상대방에 위치에 관계없이 인지정도가 비슷함을 나타내었다. 하지만, 남자들의 경우 설문조사한 내용을 보면 여자와는 조금 다른 모습을 볼 수 있었다. 위치와는 관계없이 ‘여자’가 있을 경우, 인지 정도가 월등히 뛰어남을 볼 수 있었다. 주변 남자의 옷차림은 거의 기억을 못하지만, 여자들의 옷차림과 생김새는 대부분 기억하는 모습을 보였다.

공학/기술| 2012.11.01| 6페이지| 5,000원| 조회(412)

심리학, 분석, 심리학실험, 광운대, 인간심리의 이해, 성충모

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설계 레포트(테브닌 회로)

1) 개요주어진 회로를 테브닌과 노턴의 정리를 이용하여 표현한다. 또한 테브닌(Tevenin) 등가회로를 실측하는 방법을 습득하고, PSPICE의 활용을 통해서 테브닌 정리의 의미를 이해한다.2) 관련이론테브닌 정리란 전원과 임피던스가 복잡하게 얽혀 있는 회로 상에서 어떤 임의의 두 지점을 선택하여 그 지점에서 회로를 바라볼 때 그 회로 전체를 하나의 등가전원과 이 전원에 직렬로 연결된 임피던스의 형태로 나누는 것을 말한다.이 테브닌 정리는 직류회로와 교류회로에서 모두 성립하며 복잡한 회로를 단순화하여 나타내는 데에 있어서 매우 유용한 수단이다. 테브닌 전압은 부하가 개방되었을 때 부하양단 전압으로 정의한다. 테브닌 저항은 부하를 개방하고, 모든 전원을 0으로 감소시킨 상태에서 저항계로 측정한 저항이다.① 회로 분석 - 이미 알고 있는 회로위와 같이 회로를 알고 있는 경우는 간단한 계산만 거치면 테브닌 등가회로를 구할 수 있다. (a)의 회로에서 점선 부분을 (b)처럼 전압원(Vth)과 저항(Rth)로 구성된 회로로 표현이 가능하다. 개방상태에서 회로해석을 통해 두 단자간의 전압, 즉 개방전압 Voc를 구하고 이 값이 등가회로에서의 개방전압 Vth와 같아져야 하므로 Vth를 구할 수 있다.즉,라는 식을 구할 수 있다.또한, 두 단자가 단락된 상태에서 단락전류 Isc를 구하고 이 값이 등가회로에서의 단락전류 Vth/Rth와 같아져야 한다는 조건으로 Rth를 구할 수 있다.즉,라는 식을 구할 수 있다.② 회로 분석 - 미지의 회로①에서는 이미 회로를 알고 있는 경우에 회로 분석하는 방법을 알아보았다. 이번에는 미지의 회로에서 테브닌 등가회로를 결정하는 방법을 알아보겠다.1) 회로의 내부구조를 모르는 경우 2) 파라미터 값을 모르는 경우 3) 파라미터 값을 알더라도 회로가 복잡해 회로해석이 불가능한 경우 에는 테브닌 등가회로를 실험적으로 구성하여 측정하여야 한다. 등가회로의 결정을 위해서 개방상태에서 전압 Voc와 단락상태에서의 전류 Isc를 각각 측정해야 한다. 개방전압은 Vth로, 단락전류는 Vth / Rth로 주어지므로즉, Vth = 개방전압 = VocRth == Voc 라는 식을 구할 수 있다.③ 테브닌의 등가회로란?어떤 회로에서 한 부분만을 해석할 필요가 있을 경우가 있다. 예를 들어 한 개의 “부하” 저항에 대한 전류, 전압 및 전력을 계산할 필요가 있다. 이 값들은 회로의 나머지 부분에 의해 영향을 받으며, 많은 전원과 저항이 포함되어 있을 수 있다. 아니면 부하 저항의 값이 다른 값이 되었을 경우에 대한 응답을 구할 수도 있다.테브닌 정리에 의하면 부하 저항을 제외한 회로의 나머지 모두를 한 개의 독립전압원과 한 개의 저항의 직렬연결로 대체할 수 있다. 이 때 부하 저항에서 측정한 응답은 동일하다.④ 일반적인 테브닌 등가회로단자 전류 IL의 변화에 대한 단자전압 VL의 변화를 그래프 형태로 표현하면 (b)와 같다.즉,의 식으로 표현할 수 있다.일반적으로 서로 다른 두 점을 알기만 하면 직선을 결정하는 것이 가능하다. 따라서 개방상태나 단락상태가 아닌, RL을 통해 접속되었을 때의 단자전압과 전류를 계산, 또는 측정하여 하나의 좌표로 설정하고 또다른 저항 RL을 통해 접속 되었을 때의 단자전압과 전류를 측정하여 이것을 다른 하나의 좌표로 설정하면 두 개의 좌표가 구해지므로 전체 직선을 구할 수 있다.어떤 부하저항 RL1에서의 전압과 전류가 각각 VL1, IL1로 주어지고 또 다른 부하저항 RL2에서의 전압과 전류가 각각 VL2, IL2로 주어지면즉,의 식으로 표현할 수 있다.⑤ 테브닌 정리의 장점⇒위의 그림에서처럼 테브닌의 등가회로를 사용하면 회로가 간단해지므로 원래의 회로가 부하에 공급하는 전류, 전압 및 전력을 신속하게 계산할 수 있다. 또 이 부하 저항에서 가장 적합한 저항 값을 선택하는데도 도움이 된다. 예를 들어 트랜지스터 전력증폭기에서 테브닌의 등가회로 또는 노턴의 등가회로를 사용하면 이 증폭기에서 스피커로 공급하면 최대전력을 계산할 수 있다.즉, 위의 그림의 PL은의 식으로 표현할 수 있다.3) 실험결과① load 저항의 좌측 회로에 대한 Thevenin 등가회로 (이론값)가. 우선 테브닌 등가저항을 구할 수 있다.1) 6kΩ과 3kΩ이 병렬이므로이 된다.2)2kΩ과 4kΩ이 직렬이므로이 된다.3)과 2)이 반복되어 결국 테브닌 등가저항은 6kΩ이 된다.나. 테브닌 등가전압은 전압분배법칙을 사용하여 구할 수 있다.1) 12V에서 전압분배법칙에 따라 3kΩ(1)에는가 걸린다.2) 전압분배법칙에 따라 두 번째 3kΩ(2)에는가 걸린다.3) 전압분배법칙에 따라 세 번째 3kΩ(3)에는가 걸린다.4) 전압분배법칙에 따라 두 번째 3kΩ(2)에는가 걸린다.5) 따라서 테브닌 등가전압은가 된다.다. 또는 테브닌과 노튼의 정리를 이용해 그림으로 줄여갈 수 있다.→ →(1) (2)→(3) (4)☞ 위와 같은 방식(테브닌과 노튼의 정리를 이용)으로 줄여 나가면 테브닌 등가저항 6kΩ과테브닌 등가전압를 얻을 수 있다.② load 저항의 좌측 회로에 대한 Thevenin 등가회로 (실험)(1)(2)(3)(4)회로 구성 모습6kΩ에 걸리는 전압(11.89V)3kΩ(1)에 걸리는 전압(2.977V)3kΩ(2)에 걸리는 전압(0.992V)3kΩ(3)에 걸리는 전압(0.341V)3kΩ(4)에 걸리는 전압(0.146V)③ 구해진 등가회로를 이용한 load 저항에 걸리는 전압과 전류(이론)(※표) 등가회로에서 laod저항 변화에 따른 전압과 전류(이론 값)저항(kΩ)load저항에 걸리는 전압 (V)load저항에 걸리는 (A)10.02110.021120.03700.018530.04930.016440.05920.014850.06720.013460.07400.0123구해진 등가회로는 아래 그림처럼 전압은이고 저항은 6kΩ인 회로이다.load저항에 걸리는 저항이 1, 2, 3, 4, 5, 6kΩ이 각각 걸리므로 이에 대한 각각의 전압과 전류를 계산하면 된다.위의 두 식으로 load저항에 걸리는 전압과 전류를 구할 수 있다.④ load 저항에 걸리는 전압과 전류 측정(실험)load저항이 1kΩ(19.7mV)load저항이 2kΩ(34.4mV)load저항이 3kΩ(45.6mV)load저항이 4kΩ(54.8mV)load저항이 5kΩ(62.4mV)load저항이 6kΩ(68.6mV)실험을 통해서 각각의 load저항에 걸리는 전압을 알아볼 수 있었다. 이를 통해서 전류값 또한 계산 할 수 있다.(※표) 동가회로에서 load저항에 걸리는 전압과 전류(실험 값)저항(kΩ)load저항에 걸리는 전압 (V)load저항에 걸리는 (A)10.01970.020720.03440.018230.04560.016240.05480.014650.06240.013360.06860.0122⑤ PSPICE 를 이용한 load 저항에 걸리는 전압과 전류 (PSPICE)가. 기본 회로도 구성( ex. load 저항에 1kΩ 일 때의 회로도)전압전류나. load 저항에 걸리는 전압load저항이 1kΩ(21.16mV)load저항이 2kΩ(37.04mV)load저항이 3kΩ(49.38mV)load저항이 4kΩ(59.26mV)load저항이 5kΩ(67.34mV)load저항이 6kΩ(74,07mV)다. laod 저항에 걸리는 전류load저항이 1kΩ(21.16uA)load저항이 2kΩ(18.52uA)load저항이 3kΩ(16.46uA)load저항이 4kΩ(14.82uA)load저항이 5kΩ(13.4u7A)load저항이 6kΩ(12.35uA)⑥ 실험 값과 이론치, PSPICE 로 얻은 값들 간에 차이저항(kΩ)실험과 이론값의 전압의 오차(%)실험과 이론값의 전류의 오차(%)1*************1681실험값과 이론값을 비교해본 결과 전압값은 8%, 이론값은 1% 정도 오차가 남을 알 수 있었다. 오차가 나는 요인은 몇 가지를 들 수 있다.1) 저항의 실제값과 공칭값이 정확히 일치하지 않는다.1kΩ의 실제값0.995kΩ(오차 : 0.5%)3kΩ의 실제값2.996kΩ(오차 : 0.13%)2) 전원 공급 장치(power supply)의 단위가 mV(V)까지 정확하게 공급할 수 없다.3) 디지털멀티테스터기(DDM)에 연결하여 측정할 때, DDM을 통해 약간의 측정오차가 발생 한다.( ex. DDM은 전압 측정 시 10MΩ 이상의 저항을 갖고 있다. 따라서 순수한 측정값보다 는 약간의 오차가 발생한다.)4) 도선과 빵판(bread board)의 자체 임피던스 영향이 실험값이 오차를 발생시킨다.4) 고찰 및 정리임의의 회로를 테브닌 등가회로로 표현하고 실험을 통해 테브닌 정리의 의미를 살폈다. 실험에 앞서 ‘테브닌 정리’에 대한 정확한 의미파악이 중요하다. 테브닌 정리는 회로에서 복잡하며 관심없는 부분을 아주 간단한 등가회로로 대체하는데에 주로 사용된다. 테브닌 정리와 노튼의 정리를 사용할 경우 회로가 매우 간단해지기 때문에 원래의 회로가 부하에 공급하는 전류, 전압 및 전력을 빠르게 계산할 수 있다. 또한 이 부하 저항에서 가장 적합한 저항 값을 선택하는데도 도움이 된다. 즉, 테브닌의 정리의 최대 장점은 복잡한 회로의 ‘단순화’이다.실험을 통해 테브닌 등가회로를 활용함으로써 load에 걸리는 전압, 전류, 전력 등을 손쉽게 구할 수 있었다. 복잡한 회로라서 쉽지 않을 듯한 회로였지만, 등가저항과 등가전압만 구하면 회로를 재구성 함으로써 단순화 시킬 수 있었다.실험에서 이론값과 실험값이 각각 1%, 8%정도 오차가 발생하는 것을 확인했다. 이번 실험의 경우 여러 가지 오차의 요인들을 생각할 수 있었다.첫째, 저항의 실제 값과 공칭 값의 차이 때문이다. 우리가 알고 있는 공칭 값의 경우 1kΩ, 3kΩ 등으로 정확히 떨어진다. 하지만 실제 값은 그 와는 다른 오차를 나타낸다. 저항의 오차는 띠의 색을 통해서 금색(5%), 은색(10%), 무색(20%)에 따라서 각각 실제 값과 공칭 값의 오차의 범위를 나타낸다.

공학/기술| 2012.11.01| 10페이지| 5,000원| 조회(146)

회로, 설계, 광운대, 노턴의 정리, 테브닌회로

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산업과환경오염(태양전지)

태양 전지(Solar Cell)학부:학번 :이름 :1. 태양전지의 정의(☞전기 에너지로 변환할 수 있는 장치)태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치를 말한다. 태양전지는 실리콘으로 대표되는 반도체이며 반도체 기술의 발달과 반도체의 특성에 의해서 자연스럽게 개발되었다. 결정질 실리콘으로 높은 효율을 달성하였지만 고순도의 결정을 유지해야하기 때문에 비용절감이 절실하였고 그 대안으로 나온 것이 비정질 실리콘과 유기물 태양전지가 나왔다. 광전기 효과 (photovoltaic effect)에 의하여 태양빛 또는 인공 빛을 전기로 변환시키는 반도체 소자이다.2. 작동원리 및 구성(☞실리콘 반도체의 일종)태양전지는 광기전력 효과(Photo Voltanic Effect)를 이용하여 빛에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자이다. 광기전력 효과란 반도체의 p-n접합부나 정류작용이 있는 금속과 반도체의 경계면에 강한 빛을 입사시키면, 반도체 중에 만들어진 전자와 정공이 접촉전위차 때문에 분리되어 양쪽 물질에서 서로 다른 종류의 전기가 나타나는 현상을 말한다. 태양전지에 빛이 입사되면 반도체 내의 전자와 정공이 반도체 내부에서 자유롭게 이동한다. 이동하다가 PN 접합에 의해 생긴 전계에 들어오면 전자는 N형 반도체에, 정공은 P형 반도체에 이르고 전극을 통해 내부의 전자가 외부 회로로 흐르면 전류가 발생된다.태양전지는 광기전력 효과(Photo Voltanic Effect)를 이용하여 빛에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자이다. 태양전지는 결국, 실리콘 반도체의 일종이라고 볼 수 있다. 그러나 가장 큰 차이점은 회로가 아니어서 포토, 식각 등의 공정이 필요없고, 이 때문에 셀 제조과정에서의 부가가치가 반도체에 비해 떨어진다. 그만큼 소재의 효율성 등 특성이 반도체보다 더욱 부각된다.3. 종류 (☞실리콘 결정질 태양전지가 주류)태양전지는 크게 재료에 따라 실리콘 태양전지와 화합물 반도체 태양전지 등으로 나뉜다. 또 기판을 실리콘 웨이퍼로 사용하느냐는 증착되는 물질에 따라 실리콘 타입과 화합물 반도체 타입 등으로 나뉘어 진다.장기적으로는 집광형 화합물 반도체, 염료감응형 등 차세대 태양전지가 개발될 것으로 예측되고 있다.4. 제조공정(☞ Bulk형과 박막형의 차이점)Bulk형과 박막형 태양전지의 제조공정1. 실리콘 Bulk형 태양전지의 제조공정가장 전형적인 실리콘 Bulk형 태양전지의 제조공정은 모래 등 실리콘을 포함한 원재료를 정제하여 폴리실리콘을 뽑아내는 과정부터 시작한다. 이후 폴리실리콘을 정제하여 잉곳(실리콘 덩어리)을 만든 후 이를 절단하여 단결정 혹은 다결정 실리콘 웨이퍼를 만든다.웨이퍼 위에 PN 접합과 전극을 형성하면 태양전지가 만들어진다. P형 단결정 실리콘 웨이퍼 위에 인 등 확산 물질을 뿌려 N형 반도체를 만들어 PN 접합을 형성한 후 내부의 전 전류가 밖으로 흐를 수 있도록 상, 하부 전극을 형성하고 빛의 반사율을 줄이기 위해 반사방지막을 입힌다. 태양전지 하나가 출력할 수 있는 전력의 양은 제한적이기 때문에 일반적으로 태양전지를 수십~수백개를 합친 모듈이 제조된다. 여러 개의 모듈은 다시 하나의 어레이 패널로 합쳐지고 여러 패널이 합쳐져 태양광 발전 시스템이 완성된다.2. 박막형 태양전지의 제조공정박막형은 실리콘 웨이퍼를 사용하지 않기 때문에 제조공정이 완전히 다르다. 박막형 실리콘 태양전지의 제조공정은 다음과 같다.1) 원료 가스 분해: 진공 내에 실리콘을 포함한 모노실란 등의 원료 가스를 유입하고, 방전을 일으켜 높은 에너지를 가하여 원료 가스를 분해한다.2) 실리콘 증착: 분해된 실리콘이 200~300도로 가열된 투명 전극(ITO)을 지닌 유리 또는금속, 플라스틱 등 기판 위에 쌓인다.3) PN 접합 형성: 원료가스에 붕소를 포함한 가스(B2H6)를 혼입하면 P형의 실리콘 박막이만들어지고, 인을 포함한 가스 Ph3를 혼입하면 N형 박막이 만들어진다. 원료가스의 교체 만으로 태양전지에 필요한 P형과 N형 충을 형성할 수 있다.4) 반사방지막 및 전극 형성: 반사방지막과 전극을 스 배출량 감축에 대한 구체적인 일정과 계획을 담은 교토의정서가 발효되었다. 교토의정서에서 1차 강제 이행 대상국으로 지정된 선진 38개국의 경우 2008년부터 2012년까지 평균 5.1%의 온실가스를 감축해야 한다. 장기적으로 에너지 자원의 고갈 측면에서도 그린 에너지의 중요성은 지속적으로 강조될 전망이다. 전 세계 에너지 소비량은 지속적으로 상승하고 있는 반면 현재 에너지 자원의 주종을 차지하고 있는 석유, 석탄, 천연가스의 경우 경제적으로 채굴 가능한 매장량은 각각 40년, 230년, 65년 정도의 사용량 밖에 남지 않은 것으로 추정되고 있다.3. 에너지 패러다임의 변화: 신재생에너지 2020년 전체 에너지의 35%까지 증가할 전망그린에너지, 즉 신재생에너지란 태양에너지, 풍력, 연료전지, 바이오에너지 등 온실가스를 배출하지 않는 청정에너지원을 말한다. 전체 에너지 중 신재생에너지 비중은 04년 13% 수준에 불과하지만 환경위기에 대한 세계적인 공감대 형성과 교토의정서 등 국가 간 협약, 정부차원의 적극적 지원 등에 힘입어 신재생에너지는 꾸준히 성장하고 있다.4. 돋보이는 태양광 발전의 성장 속도각종 에너지 기구 및 협회 전망에 따르면 다양한 신재생에너지 중 태양(광)에너지의 성장이 가장 빠를 것으로 기대되고 있다. 유럽 신재생에너지 협회는 태양광 에너지는 현재 전체 재생에너지 중 비중이 0.07%에 불과하지만 2040년까지 4,142배 성장해 전체 전력 소비량의 25%, 신재생에너지 전력생산량의 31%에 달할 것으로 전망하고 있다.5. 왜 태양광 발전인가?첫째, 계속 사용해도 고갈되지 않는 무한정의 영구적인 에너지이다. 독일 기후변화 협의회에서 나온 조사치에 의하면 태양에너지 자원량은 현재 전 세계 에너지 소요량 대비 2,850배에 이르는 것으로 조사되고 있다. 풍력, 바이오매스 등은 각 200배, 20배 정도의 규모이다.둘째, 환경오염이 없는 무공해 에너지이다. 태양에너지는 석탄화력발전 대비 약 240gcarbon/kWh이 절감 가능하다.셋째, 규모나 효율을 가짐에도 불구하고 결정 웨이퍼의 제작가격이 고가이기 때문에 대규모 태양광 발전용으로는 적합하지 않다. 이에 비해 제작가격이 비교적 낮은 Multicrystalline silicon wafer를 값싸게 제작하는 방식이 연구되어 오고 있다.MaterialCost (Yen/Wp)Module Efficiency (%)Multicrystalline (cast)18915Amorphous Si1728.5CdTe172113. CdTe 태양전지상용화에 가장 근접한 박막형 태양전지는 CdTe계열의 태양전지로 인식되고 있다. 그러나 CdTe 제조를 위한 방법이 확립되어 있지 않고 연구의 초기 단계에 있기 때문에 실용화를 위해서는 CdTe 물질에 관한 충분한 연구와 카드뮴에 대한 독성에 대한 검증이 필요하다.4. CIS 태양전지 (Copper Indium Diselenide solar cells)??CIS 태양전지는 18 % 효율 특성을 가는 것으로 보고 되고 있다. 이러한 높은 변환 효율은 다결정 태양전지중에서 최대 효율이며, 고효율의 박막형 태양전지 제작의 새로운 가능성을 제시해 준다.5. a-Si/poly-Si 적층형 태양전지??비정질 실리콘 태양전지의 열화 특성을 개선하고 비정질 실리콘 물질의 광흡수 영역에서 벗어나는 장파장대의 빛을 효과적으로 전류로 변화시키기 위해 a-Si/poly-Si 적층형 태양전지가 연구되고 있다.6. a-Si/a-SiGe(/a-SiGe) 적층형 태양전지??적층형 태양전지에서 하층 셀에 a-Si:H보다 광학적 밴드갭이 더 작은 a-SiGe:H을 사용하여 비정질 실리콘 태양전지의 열화 특성을 개선되었다. 태양전지 제작사들의 이와 같은 적극적인 투자는 이러한 적층형 태양전지의 높은 안정화 효율 때문이다.7. 미결정 실리콘 태양전지??미결정 실리콘 (uc-Si:H) 박막은 장파장대에서의 높은 광 흡수율과 비열화 특성이라는 장점 때문에 열화 특성이 없는 새로운 광흡수층으로 각광받고 있다. 스위스의 IMT Neuchatel 그룹에서는 미결정 실리콘 상을 차지하고 있는 독일, 일본 등 선진시장은 정부 차원에서 초기에 높은 수준의 보조금을 지급하여 태양광이 일반 소매전력보다 경제적인 구조를 만들었다.둘째, 공정 자동화를 통한 제조공정 개선, 광 효율 향상, 차세대 태양광 발전시스템의 개발 등 원가절감이 가능한 혁신적인 기술 개발 여부이다. 이 부분은 부문에서 상술할 예정이다.3. 정책지원 사례1 : 독일독일은 태양광 발전 확산을 위해 91년~95년, 99년~03년에 각각 태양광 지붕주택 1,000호, 100,000호 보급 프로그램을 진행하였다. 초기 태양광 주택의 보급을 위해1) 고액의 설치비용에 대해 시중 금리보다 낮은 이자를 적용하는 이자율 혜택,2) 생산된 전력을 정해진 가격으로 매입해 발전가격과 소매가격의 차이를 보전해 주는 고정가격 구매제도도 시행하였다.◈ 적극적인 지원 프로그램으로 세계 시장점유율 55% 차지적극적인 지원 프로그램에 힘입어 독일은 04년부터 세계 태양전지 시장 1위 국가로 발돋움하였다. 독일 태양전지 시장은 06년 기준 전년대비 15% 성장한 960MWp 수준으로 세계 태양전지 시장의 55%를 차지하고 있다.4. 정책지원 사례2 : 일본일본 정부는 신재생에너지 관련 예산 중 약 70%를 태양광 발전에 집중 투입하고 있다. 일본의 지원 정책으로는 크게 규제형인 신재생에너지 할당제, 재정보조형인 보조금 지원제도 등이 있다. 신재생에너지 의무할당제(RPS, Renewables Portfolio Standard)는 에너지 사업자가 판매 전력량의 일정 비율을 신에너지로 발전되는 전기로 채우도록 의무화하는 제도이다.◈ 높은 전기요금, 모듈확보의 용이성 등으로 보조금 감소 추세에도 시장은 꾸준히 성장05년 일본 태양전지 발전량은 292MW로 세계시장 중 20%를 차지하고 있다. 일본 태양전지 시장이 빠르게 성장하고 자생력을 갖출 수 있었던 배경은1) 주택용 전기요금 수준이 한국 등에 비해 3배 이상 높아 태양광발전의 가격경쟁력이 높았다. 일본의 가정용 전력요금 수준은 세계에서 가장 높은 수준

자연과학| 2012.11.01| 8페이지| 3,000원| 조회(147)

태양전지, 광운대, 산업과환경오염

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