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[전기회로] 전기회로전반(저항,인덕터의종류및사진, 카라코드읽는법,오실로스코프)

▲ 저항의 종류 및 외관1. 저항의 종류종 류특 징사 용 방 법카본 피막 저항일반용 가격이 싸며 가장 많이 사용됨.저항 범위：1.0Ω~100㏁, 전력범위：1/8Ｗ,1/4Ｗ,1/2Ｗ오차 범위：５％, 온도 계수：+350~-1500ppm/℃고정밀도나 대 전력이 아닌 모든 경우에 사용가능 합니다.금속 피막 저항온도특성이 좋은 고정밀도 0.1%~0.5%）저항 범위：20Ω~2㏁, 전력범위：1/8Ｗ,1/4Ｗ,1/2Ｗ오차 범위 : 0.5％,１％,２％, 온도계수：25~250ppm/℃아날로그 회로 등으로 고정밀도가 필요할 때에 사용합니다.산화 금속 피막 저항열에 강한 대전력용, 저항 범위：10Ω~100㏀전력 범위：0.5Ｗ,1Ｗ,2Ｗ,3Ｗ오차 범위：２％，５％, 온도 계수：200~350ppm/℃전원회로 같이 전류가 큰 때에 대 전력용으로 사용 합니다코일 저항(정밀용)안정성이 좋은 정밀저항, 저항 범위：0.1Ω~200㏀전력 범위：1/8W~2W, 공칭 오차：± 0,1%,１％온도 계수：± 30 ~ ± 100계측기에 주로 쓰여 집니다.시멘트 저항법랑저항(코일 저항)대 전력용 전력과 저항치가 숫자로 인쇄저항 범위：0.01Ω~400㏀공칭 오차：５％, 전력 범위：2Ｗ~100Ｗ전력이 큰 것이 필요할 때에 사용합니다.어레이 저항(네트웍 저항)여러개(4~10개 정도)의 저항을 하나의 패키지 형태로 한 것디지털 회로처럼 동일한 회로에 많은 저항기가 필요한 경우 사용됩니다.2. 저항의 외관그림. 2 금속피막 저항그림. 3 시멘트 저항그림. 1 탄소피막 저항그림. 권선 저항기그림. 어레이 저항▲ 콘덴서의 종류 및 외관1. 콘덴서의 종류콘덴서 종류특 징사 용 방 법전해 콘덴서비교적 용량이 크다.(0.1μF∼15000μF）± 의 극성이 있다. 정격 전압이 있다.(2∼500V）비교적 허용차가 크다.(± 10%,± 20%,-10%∼+30%)비교적 저주파 대역용 (DC∼수 100kHz)직류 회로의 전원 필터나 교류 회로의 커플링으로서 사용사용 가능 주파수가 비교적 낮기 때문에 주의 필요오디오용 특별 저잡음형 종류메모리의 백업 전지 대용으로 사용2. 콘덴서의 외관그림. 적층세라믹 콘덴서그림. 7 마일러 콘덴서그림. 세라믹 콘덴서그림. 전기 이중층 콘덴서그림. 전해 콘덴서그림. 탄탈 콘덴서그림. 13 블록형 전해 콘덴서그림. 12 탄소피막 콘덴서▲ 가변저항기가변저항기(볼륨）란 문자 그대로 저항을 가변할 수 있도록 되어있는 부품입니다．구조적으로는 저항체의 위를 가동편이 슬라이드하게 되어 있고 가동편이 있는 위치에 따라 저항이 변화하게 되어 있습니다．이 저항체에는 다음３ 종류가 많이 사용되고 있습니다．1) 탄소 피막계 : 가격이 싸며 특성도 어느 정도 좋기 때문에 가장 많이 사용되고 있으나 피막이 점차 적어지고 떨어지는 현상이 발생하여 내구성이 떨어집니다.2) 금속 피막계 : 내구성과 잡음 특성이 우수하여 고급 스테레오나 측정기등에 사용되고 있습니다．3) 코일 : 코일 저항을 사용한 것으로 대전류에 사용할 수 있으나 비교적 작은 저항치만 있습니다.※ 가변저항의 형태와 종류가변 저항에는 그 형태에 따라 크게２ 종류로 나누어집니다.1) 볼륨타입프트를 외부에 내고 손잡이로 변화시키는 타입으로 왼쪽이 금속 피막형이고 오른쪽이 탄소 피막형 이며 패널에 너트로 고정한다.2) 반고정 타입드라이버등으로 돌리는 타입으로 한번 변경하면 움직이지 않는 경우에 사용하며 주로 성능 조정용에 쓰여집니다．왼쪽에 있는 것은 정밀한 조정이 필요할 때 사용하는 다회전형입니다.▲ 인덕터의 종류1) 소신호용 코일 (사진 1)고주파 필터나 소신호용 초크에 사용된다. 특히 LC 필터 등의 정밀한 인덕턴스값이 필요한 용도에는 적합하다. 큰 인덕턴스값은 얻을 수 없으며, 포화전류를 초과하면 직선성이 나빠진다.2) 노이즈 방지용 코일 (사진 2)콘덴서와 조립한 로패스 필터를 구성하여 높은 주파수 성분의 노이즈를 제거한다. 이 경우, 인덕턴스값에정밀도는 필요 없다. 이 용도에서는 히스테리시스손이나 과전류손은 결코 결점이 아니다. 노이즈의 에너지는손실 즉, 열로 변환되기 때문에 적합치 않다. 반대로 Q가 높은 코일을 사용다. 이것이 노이즈 대책을 어렵게 하는 요인 중의 하나이지만, 최근에는 자기공진 주파수가 10MHz 이상인 고주파대응의 코일도 있다. 또한 코먼 모드 초크 코일을 넣은 회로는 Normal 코드에 대해서도 조금이나마 인덕턴스를 갖는다. 트랜스의 누설 인덕턴스에 해당된다. 그러나 PC의 프린트 케이블이나 CRT 케이블에 코어재가 부착된 타입이 있으나, 이것들도 코먼 모드 초크의 일종이다.6) 가포화 인덕턴스(사진 6)B-H 커브가 급격히 상승하는 코어재를 사용하고 코어재를 자기포화 시켜서 사용하는 것을 전제로 하고 있다.머그 앰프 타입의 스위칭 레귤레이터에 사용된다.칩 인덕터는 전선을 감은 코일에 전극을 부착하여 칩화 한 것이다.▲ 저항 컬러코드 읽는법컬러 코드 읽는법색깔수치제1색대제2색대제3색대제4색대흑색0제1숫자 0제2숫자 010의 0승갈색1제1숫자 1제2숫자 110의 1승오차 1%적색2제1숫자 2제2숫자 210의 2승오차 2%등색3제1숫자 3제2숫자 310의 3승황색4제1숫자 4제2숫자 410의 4승녹색5제1숫자 5제2숫자 510의 5승오차 0.5%청색6제1숫자 6제2숫자 610의 6승오차 0.25%자색7제1숫자 7제2숫자 7오차 0.1%회색8제1숫자 8제2숫자 8오차 0.05%백색9제1숫자 9제2숫자 9금색10의 -1승오차 5%은색10의 -2승오차 10%예를들어 컬러 코드가 제 １색대로부터 순서로 갈색, 흑색, 적색, 금색 이었다고 하면 저항치는 얼마가 될까요？제1색대의 갈색(1)과 제2색대의 흑색(0)으로 유효가 10이 됩니다.유효숫자에 제3색대의 승수를 곱하면 저항값을 알 수 있습니다. 여기서 제3색대가 적색이었으니까 10의 2승, 즉100이 됩니다. 따라서 저항값은 10 X 100 = 1000(Ω) = 1(KΩ) 이되며 제4색이 금색이었으니까 오차가 5%인 1KΩ의 저항이 되는것입니다.또한 고정밀도의 저항은 Ｅ９６ 계열을 사용하기 때문에 유효숫자가 ３ 자리수로 되며 이것을 컬러 코드로 표현하기 위해 5개의 색띠를 사용하고 있습니다. 이 때는 처음 3개표시 및 조정① INTEN를 돌려서 휘선의 밝기를 조정합니다．② INTEN (BEAM FIND)를 누릅니다．- 파형이 화면중앙에 표시됩니다．- 파형이 화면외에 있을때 이것으로 위치를 확인할 수 있습니다. 확인후 원래위치로 되돌림- 화면에 문자가 표시되지 않는 경우는 다음 ５항의 조작을 합니다．- 화면에 문자가 표시되면 다음６항의 조작을 진행됩니다．③ READ OUT 을 누르고 문자를 표시합니다．READ OUT 누를때마다 ON/OFF가 교체됩니다．④ READ OUT 을 돌려서 표시문자의 밝기를 조정합니다．⑤ FOCUS 를 돌려서 휘선과 표시 문자의 초점을 조정합니다．⑥ SCALE 을 돌리고 눈금의 밝기를 조정합니다. 지구 자기등의 영향으로 휘선이 기울어져 있으면 다음조작을 합니다.3) 휘선의 경사조정오실로스코프를 구입할 때 악세사리로 추가되어 있는 조정용 드라이버나 소형 드라이버로 정면 위쪽의 TRACE ROTATION 을 돌려서 휘선의 경사를 조정합니다.4) 수직/수평 위치조정- 수직위치 조정 : CH1과 CH2의 POSITION을 돌리면 파형이 위,아래로 움직이며 각채널을 적당한 위치로 조정합니다.- 수평위치 조정 : POSITION 손잡이를 돌려서 수평위치를 설정합니다. 수직 위치조정 손잡이는 각 채널별로 따로 있지만 수평 위치조정 손잡이는 모든 채널이 같이 움직이도록 되어 있습니다.2. 프로브파형 조정방법프로브를 다음과 같이 접속합니다．프로브의 커넥터→CH1 입력단자（CH1 INPUT）프로브의 측정포인트→CAL 출력단자（CAL OUT）① 다음 스위치를 각각 다음과 같이 설정합니다．CH1 VOLTS/DIV100mV/DIVAC/DCDCGNDOFF(GND 해제)SOURCECH1SEC/DIV200μs② TRIG LEVEL 손잡이를 조정하여 동기를 잡습니다.③ 드라이버로 프로브의 가변 콘덴서를 돌려서 파형을 조정합니다3. 파형의 크기설정1) 전압 감도 조정 VOLTS/DIV, VARIABLE파형의 진폭을 보기쉬운 크기로 설정합니다VOLTS/DIV의 설정 : CH1을 선택합니다．? 화면 왼쪽 위에 설정한 시간이 표시됩니다．? 파형은 소인시작점을 기준으로 확대 또는 축소됩니다．VARIABLE 의 설정 : TIME/DIV 을 누르면 화면 왼쪽 위에 ”＞” 기호가 붙은 소인 시간이 표시됩니다．? TIME/DIV 을 돌리면 소인시간을 미세 조정할 수 있습니다.? 설정치가 최대 또는 최소치가 되면 ”VAR LIMIT ”이 표시됩니다.? Variable를 해제하려면 TIME/DIV 두번 누르고 ”＞”표시를 없앱니다.3) 파형의 확대화면중앙을 기준으로 파형을 １０ 배에 확대합니다.TIME/DIV 으로 소인시간을 설정한후 POSITION 으로 확대하고 싶은 파형의 위치를 화면 중앙에 설정하고 ×10 MAG 키를 누르면 소인시간이 １０배 빨라지며 파형이 화면 중앙으로부터 좌우로 확대됩니다．화면 하단에 MAG 라고 표시됩니다．4. 결합방식 및 표시방식 선택1) 결합방식 선택 (AC / DC / GND)입력 신호의 종류에 따라 관측에 적합한 결합 방법을 선택합니다.입력 결합선택은 채널별로 각각해주어야하며 GND와 AC, DC중 하나를 선택합다.? GND의 선택Ch1 의 GND 키를 누르고 GND 를 ON으로 설정하면 화면하단 좌측에 GND 마크가 표시됩니다.이때는 수직 증폭기의 입력부가 GND 에 접속되고 파형은 접지전위가 표시되며 실제 접지전위와 차이가 있는 경우는 자동 교정을 하던지 수직위치를 조정해 주어야 합니다. CH2 의 조작방법도 CH1과 같습니다.? AC 또는 DC 선택CH1 의 GND 키를 누르고 GND를 OFF로 설정하고 CH1 의 DC/AC 키를 누르고 DC 또는 AC 로 설정합니다. CH2 의 조작방법도 동일합니다.DC를 선택하면 GND를 기준으로한 모든 입력신호의 모든성분을 표시하며 AC를 선택하면 입력신호의 직류성분이 제거되고 교류성분만 표시합니다.2) 표시채널 선택? 채널별 표시여부 설정CH1 또는 CH2 키를 누르고 ON / OFF를 선택합니다． ON 으로 설정한 채널의 입력신호를 표시하며 OFF로된 채널의 신호합니다.

공학/기술| 2004.08.22| 9페이지| 1,000원| 조회(3,334)

오실로스코프, 인덕터, 콘덴서, 가변저항기, 컬러코드

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[전기회로] R-L,R-c 직병렬회로 전기회로실험 평가A좋아요

제 목 :리과 목 명 : 전기회로 실습학 과 : 기계공학과학 번 :이 름 :제 출 일 : 2004. 4. 8조 교 명 : 황병훈 조교님1. 실험목적1) R-L 직?병렬회로를 통하여 인덕턴스를 측정한다.2) R-C 직?병렬회로를 통하여 커패시턴스를 측정한다.3) 교류회로의 임피던스 및 어드미턴스의 개념을 파악한다.4) R-L 및 R-C 직?병렬회로에서 각 소자양단의 전압과 인가전압의 관계를 고찰하고,위상을 결정한다2. 관련이론1) 미적분회로어떤 회로에서 출력파형이 입력파형을 미분한 형태로 응답할 때 그 회로를 미분회로라 하고, 그 응답이 적분한 형태로 나타날 때 그 회로를 적분회로라고 한다. 하지만 이를 설명하기전에 앞서 고주파 및 저주파 통과 필터에 대해 알아보자.[그림 1][그림 1]에서처럼 RC 회로에 교류 전원를 연결하자. Kirchhoff의 법칙을 적용하면(1)가 되고, 이를 한번 미분하면(2)가 된다. 이 회로에 흐르는 전류를(3)라 가정하고, 식 (2)에 대입하면(4)가 된다. 덧셈공식을 사용하여 삼각함수를 전개한 후, 양변에서와의 계수를같게 놓으면,,(5)(6)을 얻는다. 이 식을 연립하여 풀면,(7)(8)를 얻는다. 이를 식 (3)에 대입하면, 구하고자 했던 전류는,(9)로 주어진다.이 때 저항과 capacitor 양단의 전압은 각각,(10)(11)가 된다.가) 미분회로콘덴서의 충, 방전, 즉 RC 직렬 회로의 과도현상을 이용하여 출력단에서 입력전압의 미분파형을 얻을 수 있는 회로로 구형파 입력 신호로부터 펄스 형태의 신호를 만들 때 사용, 회로간의 직류성분의 관계를 없애고 싶을 때도 (직류 cut) 이런 형태의 회로가 사용된다. 그 경우에는 구형파의 신호는 일그러짐이 발생한다. 또 아날로그 신호의 경우 콘덴서 용량에 따라 출력되는 전압이 달라지며 입력 신호의 주파수가 낮을수록 영향이 커진다. 위의 RC 필터에서인 경우를 생각해 보자. 식 (9)에서이 되고, 식 (10)의 vR은(12)이 되어 입력신호의 미분신호에 비례하게 된다. 비례상수 RC는 시간의 차원을 가지고 있으므로 식 (12) 양변은 모두 전압의 차원을 갖게 된다. 이처럼인 경우 저항 양단이 출력이 되는 경우가 되어 미분회로가 되게 된다.나) 적분회로의 경우에는, 식 (9)에서이 되고, 식 (11)의 vC는(13)가 되어 입력신호의 적분에 비례하게 된다. 이처럼인 경우 capacitor 양단이 출력이 되는 경우가 되어 적분회로가 되게 된다.2) R-C, R-L 직ㆍ병렬회로R은 저항, L은 인덕턴스, C는 커패시턴스이다. 이 뿐만 아니라 임피던스)와 어드미턴스가 있는데, 어드미턴스는 임피던스의 역수로, 단위는 저항의 역수인 컨덕턴스를 사용한다.가) R-C, R-L 직렬회로의 임피던스 및 위상관계(1) R-C 직렬회로① R 양단 전압 : VR = RI, VR은 전류 I와 동상② C 양단 전압 :, VC는 I보다 π/2[rad]만큼 뒤진 위상③ 전압 :④ 전류 :⑤ 위상차 :⑥ 임피던스 :⑦ 전류는 전압보다 θ[rad]만큼 위상이 앞선다.(2) R-L 직렬회로① R 양단 전압 : VR =RI, VR은 전류 I와 동상② L 양단 전압 : VL =XLI=ωLI, VL은 전류 I보다 π/2[rad]만큼 앞선 위상③ 전압 :④ 전류 :⑤ 위상차 :⑥ 임피던스 : 교류에서 전류의 흐름을 방해하는 R, L, C의 벡터적인 합.(나) R-C, R-L 병렬회로의 어드미턴스 및 위상관계(1) R-L 병렬회로① 전류 :② 임피던스 :③ 위상차 :(2) R-C 병렬회로① 전류 :② 임피던스 :③ 위상차 :※ 인덕턴스, 커패시턴스, 임피던스, 어드미턴스의 개념과 R, L, C 소자들로 이루어진 회로에서의전류, 전압의 관계1) 인덕턴스 : 회로를 흐르고 있는 전류의 변화에 의해 전자기유도로 생기는 역(逆)기전력의 비율을 나타내는 양.2) 커페시턴스 : 전극이 전하를 축적하는 능력의 정도를 나타내는 상수로서 전극의 형상 및 전극 사이를 채운 유전체의 종류에 따라 결정되는 값.3) 임피던스 : 단위는 Ω, 기호는 Z 가 쓰이며, 전압 E에 의해서 흐르는 전류를 I라고하면 Z=E/I가 된다. 다만 전압 · 전류도 실효값을 사용하며, 그 크기 외에 위상을 나타낼 필요도 있으므로, 일반적으로는 벡터량으로 다루며 복소수 Z=R＋jX (j는 허수단위)로 표시한다, 이 경우를 복소 임피던 스라고 하며, 보통 임피던스라고 하면 이것을 가리키는 경우가 많고 실수부분 R를 저항, 허수 부분 X 를 리액턴스라고 한다.4) 어드미턴스 : 교류회로에서 전류의 흐르기 쉬운 정도를 나타내는 것. 임피던스의 역수이며, 직류 회로의 컨덕턴스에 해당한다. 회로 내의 직류저항 ·자기 인덕턴스 ·커패시턴스 등과 주파수 에 의해서 그 값이 결정된다. 단위는 S(지멘스)이다.5) R, L, C 소자들로 이루어진 회로에서의 전류, 전압의 관계R, L, C소자들로 이루어진 회로들은 여러 가지가 있다. R-C, R-L, L-C, 혹은 R-L-C회로 등. 하지 만 이번 실험에서는 R-C, R-L만을 다루므로 이에 대해서만 알아보겠다.먼저 회로는 크게 직렬회로과 병렬회로로 나뉜다.직렬회로의 R-C에서는전압 :전류 :이고, 위상 관계는R 양단 전압 : VR = RI, VR은 전류 I와 동상C 양단 전압 :, VC는 I보다 π/2[rad]만큼 뒤진 위상이다.반면 R-L 회로에서는전압 :전류 :이고, 위상 관계는R 양단 전압 : VR =RI, VR은 전류 I와 동상L 양단 전압 : VL =XLI=ωLI, VL은 전류 I보다 π/2[rad]만큼 앞선 위상

공학/기술| 2004.08.22| 7페이지| 1,000원| 조회(1,809)

임피던스, 인덕턴스, R-L, 직병렬회로, R-C

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[전기회로] 중첩의 원리 전기회로 실험 평가A좋아요

제 목 :중첩의원리과 목 명 : 전기회로(실습)학 과 : 기계공학과학 번 :이 름 :제 출 일 : 2004. 3. 25조 교 명 : 황병훈 조교님중 첩 의 원 리1. 목 적중첩의 원리를 이해하고, 실험을 통하여 확인한다.루프해석법과 중첩의 원리를 비교한다.2 관련 이론※ 중첩의 원리중첩의 원리(Superposition principle)란 여러 개의 독립전원이 있는 선형회로의 응답(원하는 전류나 전압)은 각 독립전원이 단독으로 동작할 때의 응답을 대수적으로 합하여 구할 수 있음을 말한다.전압=전류의 관계가 1차식으로 표현되는 회로소자를 tus형 소자(linear element)라 한다. 전압-전류관계가 1차식으로 표현되는 h자는 거기에 흐르는 전류를 K배 하면 걸리는 전압도 K배가 된다. 저항의 전압-전류 관계는v(t)=Ri(t)이며 이것은 분명히 선형이다. I(t)의 변화에 따른 v(t)의 그래프를 그리면 직선이 된다.이원리가 적용되는 회로를 선형회로라 한다.이 원리는 "2개 이상의 전원을 포함한 회로에서 어떤 점의 전위 또는 전류는, 각 전원이 단독으로 존재 한다고 했을 경우 그 점의 전위 또는 전류의 합과 같다."는 것이다.2개 이상의 전원이 있는 회로 내에서 어떤 점에서의 흐르는 전류 또는 어떤 2점간의 전압은 각각 다른 전원이 개별적으로 작용할 때 그 점을 흐르는 전류 또는 그 2점간의 전압을 더한 것과 같다. 여기서, 전원을 개별적으로 작용시킨다는 것은 다른 전압 전원을 단락한다는 것을 의미하고, 또 다른 전류 전원은 그 전류를 0으로 하는 것, 즉 개방한다는 의미이다.이것은 원인에 비례하는 결과를 생각할 때 여러 원인이 동기에 작용하여 생기는 과는 각각의 원인이 개별적으로 작용할 때의 결과를 더한 것과 같다.이것을 중첩의 원리(principle or superposition)라 한다.※ 회로도? 요구 조건 : 선형”회로망이어야 한다

공학/기술| 2004.08.22| 4페이지| 1,000원| 조회(1,716)

중첩의 원리, 회로도, 전기회로

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[전기회로] 키르히호프법칙 예비레포트 평가A+최고예요

제 목 :키르히호프의법칙과 목 명 : 전기회로(실습)학 과 : 기계공학과학 번 :이 름 :제 출 일 : 004. 1. 30조 교 명 : 황병훈 조교님▲ 실험 목적현대 회로 해석의 기초를 이루고 있는 키르히호프의 법칙을 이해하기 위해서 Pspice 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 project를 생성하여 회로를 구성해보고 회로 구성의 결과를 살펴봄으로써 전류에 관한 키르히호프 제 1법칙과 전압강하의 관계에 대한 키르히호프 제 2법칙이 어떻게 성립하게 되는지 실험으로 확인한다.▲ 실험 이론1. 키르히호프의 법칙현대 회로 해석의 기초를 이루고 있는 키르히호프의 법칙은 Gustav Robert Kirchoff(1824-1887)에 의해 복잡한 전기회로 해석을 위해 만들어졌다. 이 법칙은 전압 법칙과 전류 법칙으로 나누어진다.회로의 전압, 전류, 저항의 관계는 옴의 법칙으로 계산이 가능하지만, 회로가 복잡하여 이것으로 불가능할 경우 키르히호프의 법칙이 유용하다. 키르히호프의 법칙에는 회로의 전류에 관한 제 1법칙과 전압강하의 관계에 대해 정리한 제 2법칙이 있다.※ 옴의 법칙독일의 물리학자인 뮌헨 대학의 옴(ohm)교수(1787-1854)는 1826년과 27년에 걸쳐 전기 회로중의 전압, 전류, 저항 사이의 관계를 조사하여 다음과 같은 관계 수식을 얻어냈다.V = I * R1) 제 1법칙먼저 전압 법칙은 어떤 전기회로 내에서 임의의 지점을 출발, 회로를 따라 어떤 경로를 거쳐 원래의 출발지점으로 다시 돌아왔을 때 경로 상에 있는 전원들의 기전력의 합과 경로상의 저항에 걸리는 전압(전압 강하)의 합은 같다는 것이다. 이 때의 경로는 폐회로가 되어야 한다.간단히 말해서"회로의 어떤 접속점에서도 유입하는 전류의 합과 유출하는 전류의 합은 동일하다." 이것을 키르히호프의 제 1법칙 혹은 전류의 법칙이라 한다. 예를 들면 그림 3.7에서 접속점 a를 기준으로 하여 전류의 흐름이 그림과 같다면, a점으로 유입하는 전류에는 I1과 I2가 있고, 유출하는 전류는 I3 및 I4이므로의 관계가 성립한다. 이식을 다시 정리하면가 되어, 제 1법칙은 접속점에 흘러 들어오는 전류는 (+), 흘러 나가는 전류는 (-)라 할 때 "회로 중의 접속점으로 유입하는 전류의 대수합은 영이다."로 표현 할 수도 있다.2) 제 2법칙"임의의 폐회로에서 기전력의 총합과 저항에서 발생하는 전압강하의 총합은 서로 같다." 이것이 키르히호프의 제 2 법칙 혹은 전압법칙이라 한다. 회로해석을 위해 전압법칙을 적용할 때에는 회로 내에 임의의 방향을 설정하여, 설정된 방향과 동일한 방향의 기전력 및 전류는 (+)로, 역 방향의 기전력 및 전류는 (-)로 해야 한다. 설정하는 방향은 시계방향이든 반 시계방향이든 관계없다. 가령 그림 3.8에서와 같이 반 시계 방향으로 일주하면서 전압법칙을 적용해 보자.그림에서 우선 기전력 E1은 설정방향과 같으므로 (+)로, 그리고 E2는 설정방향과 반대 방향이므로 (-)의 값을 가짐을 고려하면, 기전력의 합은 E1-E2가 된다. 또한, 각 저항에서 발생하는 전압강하의 합은 전류의 방향은 고려 할 때, R1I1-R2I2가 되므로의 관계가 성립한다. 이제 키르히호프의 제 1, 2 법칙을 이용하여 그림 3.9와 같은 회로에서 각 저항에 흐르는 전류를 구하는 방법을 생각해 보자.우선 그림과 같이 전류 및 폐회로를 일주하는 방향을 설정하면 제 1법칙에 의해 접점 a에서는이고, 폐회로 Ⅰ,Ⅱ에서 각각의 관계가 성립하므로, 가 된다. 만약 계산의 결과 전류가 음(-)의 값을 가지면 이는 실제의 전류가 처음에 가정했던 방향과 반대 방향임을 의미한다.2. Pspice1) Pspice란 무엇인가?전기, 전자 및 디지털 회로 등을 설계할 경우에는 회로 특성을 평가할 수 있는 정확한 방법이 필수적이다. 이러한 회로를 직접 제작하여 실험할 수 도 있지만 이렇게 할 경우 회로구성 및 특성 해석에 많은 시간과 계측장비 및 경비가 필요하기 때문에 실제로 회로를 제작하기 전에 컴퓨터를 이용하여 계산하고 측정 평가하는 과정을 거치는 것이 현재 회로 설계 및 제작 시에 반드시 필요한 필수적인 사항이 되었다.이러한 과정을 컴퓨터 시뮬레이션이라 한다.SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)는 컴퓨터를 이용하여 전기, 전자, 디지털 회로의 해석 및 설계를 위해 1972년 미국의 버클리 캘리포니아 대학에서 개발한 시뮬레이션 프로그램이다. spice의 개발에 의해 트랜지스터의 동작점, 과도특성 해석 및 주파수 응답해석 등의 전기, 전자, 전자회로에 대한 복잡하고 다양한 해석이 가능하게 되었고 모든 회로에 공통으로 사용하는 저항, 콘덴서, 인덕터 등의 수동소자와 다이오드, 트랜지스터 FET 등의 능동 소자에 대한 모델을 자료화함으로서 거의 모든 회로에 대한 시뮬레이션을 손쉽게 수행할 수 있게 되었다. 이로 인하여 산업계 및 대학 등에서 폭넓게 사용하고 있다.

공학/기술| 2004.08.22| 5페이지| 1,000원| 조회(2,187)

키르히호프, pspice, 전기회로

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[전기회로] Opamp 전기회로 예비

▲ 실험목적- OPAMP의 원리와 특성을 이해하고, 각종 응용 예를 살펴본다.▲ 실험이론(a) 등가회로 (b) 기호그림 1. 연산 증폭기의 등가회로와 기호 ; (a) 등가회로: (b) 기호그림 1은 연산증폭기의 등가회로와 기호를 보인 것이다. 그림 1a()의 등가회로는 두 입력단자를 연결한 입력저항차동모드입력()과 차동모드이득()의 곱으로 나타난 종속전원와 출력저항및 출력를 보이고 있다. 출력이 공통모드 입력와 무관하므로 이 등가회로는 이상적인 연산증폭기의 경우 공통모드이득가 0, 즉 CMRR이 무한대라는 것을 나타내며, 일반적으로 이러한 조건은 실제로도 만족된다. 또,는 대락이상, 즉 거의 무한대로 볼 수 있을 정도로 크며, 입력저항도 외부회로의 저항들보다 매우 커서 무한대로 간주되는 반면, 출력저항는 보통 100Ω 이하로서 일반적으로 무시할 수 있다. 일반적으로 안정한 연산증폭기에서 출력는 유한하지만 증폭률가 거의 무한대이므로은 거의 0에 가까운 것을 알 수 있다. 즉 연산증폭기의 입력은 거의 단락되어 있다. 더구나가 매우 크므로를 흐르는 전류 역시 거의 0이다.1) 전압플러워(Voltage Follower)그림 2. Voltage Follower 회로그림.2와 같이 반전 입력단자와 출력단자를 단락시키면 트랜지스터 증록기 Emitter Follower 와 같은 특징을 지니게 된다. 비반전증폭기의 해석법을 적용하여 전압이득를 구하면 다음과 같다.Voltage Follower 는에 거의 접근하므로 아주 우수한 완충증폭기(Buffer Amplifier) 의 기능을 한다.2) 반전(Inverting) 증폭기그림 3. 반전증폭기 회로반전증폭기는 그림 3과 같이 (+)단자는 접지를 시키고 (-)단자에 신호를 입력시키는 회로를 말하며 이 회로의 입력과 출력전압의 위상은의 차이(반전)를 나타낸다.이 회로의 동작량 해석은 비반전증폭기에서와 같이 논의할 수 있다. (-) 단자는 가상접지점이므로 전압은 거의이다. 증폭기의 입력 저항이므로 입력전류는 전부를 통해 흐른다. 즉, 입력전류와의 전류는 같다고 볼 수 있다.는에, 출력전압는양단에 걸린다. 왜냐하면 (-) 단자가 가상접지점이므로이기 때문이다.(2-1)(- 는 위상반전을 의미) (2-2)식 (1-1)와 (1-2)의는 같은 것이므로,(2-3)식(1-3)에서 전압이득를 구하면,(2-4)즉, 반전증폭기의 이득은과의 비로 결정된다.3) 비반전(Non-inverting) 증폭기비반전증폭기란 입력신호의 위상이 반전되지 않고 출력에 그대로 나타나는 증폭기를 말한다. 즉, 입력과 풀력신호의 위상이 같은 증폭기를 말한다.그림 4. 비반전증폭기 회로회로의 구성은 그림 4와 같이 (+)단자에 신호를 인가한다. 이 회로의 해석은 가상 접지점(Virtual Ground)의 개념을 도입하여 해석하기로 한다.연산증폭기 자체의 이득 즉, 개루프 이득(Open-Loop Gain) Av이고 출력 전압 Vo 는 입력전압 Vi 가 Av 만큼 증폭되어 나온 전압이 되므로 다음 식과 같다.그러므로 입력신호 전압 Vi 는 다음 식과 같이 된다.즉, Av가 매우 크므로 Vi는 Vo에 비해 무시될 수 있을 정도로 매우 적다. 일례로 Av=200,000 , Vo=10V 라면,가 되므로 Vo=10V 에 비해 무시될 수있는 값이다.가 된다는 것은 증폭기의 입력단자를 단락회로로 볼 수 있음을 의미한다. 이와 같이 전압은 0V 로 볼 수 있으나 실제로 접지된 것은 아니므로 입력단자와 접지간에 전류는 흐르지 않는데 이와 같은 가상단락회로를 가상접지(Virtual Ground) 라고 한다.전압이득를 먼저 구해보자.은이므로가에 분배되는 전압과 같다.(3-1)비반전증폭기(전압-직렬 귀환회로)의 전압이득는와의 비로 정의되므로 식(1-1)에서 구한다.(3-2)4) 가산기 (Summing Amplifier)그림 5. 가산기 회로반전증폭기를 이용하여 그림 5와 같이 회로를 구성하면 출력은 입력전압의 대수합으로 주어지므로 가산의 기능을 한다. 가상접지점의 개념과 입력저항라는 것을 이용하여 회로의 출력을 구한다.(-) 단자가 가상접지점으로전위의 기능을 하므로 각 입력전류는 그림에서와 같이 가상접지점을 통해로만 흐른다. (즉,전류가으로는 거의 흐르지 않는다.)각 저항에 흐르는 전류는이 되며이 전류가 가상접지점을 통해 전체 전류를 형성한다.즉,(4-1)출력전압는양단의 강하전압 (-)단자가 가상접지점으로가 되므로는양단의 강하전압이 된다.(4-2)식 (1-2) 에 식 (1-1)을 대입시키면 ,만약이면 (저항값은 같은 것을 이용하는 것이 바랍직하다.)(4-3)식(1-3)에서 분명한 바와 같이 출력전압는 입력전압의 합으로 주어지므로 가산기의 기능을 한다. 으득은 반전증폭기이므로로 결정된다. 혹은 이미 배운 반전증폭기의 증폭도 계산요령이 이용하여 구할 수도 있다. 각 저항에 대한 전압이득은가 되므로 출력전압는 각 입력 전압을 각 증폭도로 곱하여 합하면 되므로,(4-4)로 두면,결국 식(1-3) 과 같은 식임을 알 수 있다.5) 미분기와 적분기그림 6(a). 적분기 회로그림 6(a)는 궤환 저항가 없는 경우 이상적 적분기 회로가 된다. 즉,을 입력 소자로 C를 궤환 소자로 하여, 초기 출력 전압(t=0)에 따라 입력 파형를 적분한 파형이 출력에 나타나게 된다. 이때 전압의 입출력 관계식은에서부터이 된다.이 되며, 실제의 적분기는 회로도 1과 같이 궤환 커패시터 C의 양단에 병렬로를 연결하여 회로의 저주파 이득을 제한한다. 만약 저주파 이득을 제한하지 않으면 적분기 회로에서 직류 오프셋 전압이 작더라도 적분 주기동안 결국 연산 증폭기를 포화시키게 되는 현상이 발생한다. 입력 바이어스 전류에 의한 전압은 비반전 입력단과 그라운드 사이에 저항 R2 (R2 = R1∥)를 연결해서 줄여줄 수가 있다. 그리고 병렬저항 Rf에 의해 저주파 이득이 제한을 받게 되므로 앞에서 입출력의 관계식은 입력 주파수가 fc = 1/(2πRfC) 보다 높은 경우에만 유효하게 된다. fc보다 낮은 주파수에서는 회로도 1의 전압 이득은 Av =/= -/과 같은 반전 증폭기가 된다. 실제로는의 10배 정도가 된다. 시정수 RinC는 입력 신호의 주기와 비슷하게 설계한다.그림 6(b). 미분기 회로그림 6(b)는 연산 증폭기를 이용한 미분기 회로이다. 여기서 궤환 커패시터와 입력 저항을 제거하면 이상적인 미분기 회로가 된다. 그리고 이 회로는 입력측의 커패시터

공학/기술| 2004.08.22| 8페이지| 1,000원| 조회(721)

증폭기, 가산기, opamp, 미분적분기, 전압플라워

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