Week 6 전기전자회로(I)senslab.co.kr/Class/%C0%FC%B1%E2%C0%FC%C0%DA%C8%B8... · 2 Week 6...

1

Week 6

전기전자회로(I)

기계설계 자동화공학부 김정한 전기전자회로(I), 2010 1학기 1

Week 6

1포트 회로망과 등가 회로

소스Source 혹은 부하Load는 항상 전류 –전압 특성에의해서 특징 지어지는 2단자 소자Two Terminal Device로나타낼 수 있다 → 1포트 회로망나타낼 수 있다. → 1포트 회로망

등가회로의 개념을 설명하는데 유용하다.

LinearN t k

i

V

+


NetworkV

−

2

Week 6

직렬 연결인 경우 병렬 연결인 경우

R1

등가 저항

21 RRReq +=21

21

111

RRRRReq +

=+

=

R2

R1

R2R1


21 RR+

일반 적인 등가저항은 여러 개의 저항을 하나의 저항으로 단순화 시키는 것

저항뿐 아니라 전압원(or 전류원)을 포함한 회로 전체를 단순화 하는 방법 -> 테브닌/노턴의 등가회로

Week 6

예제 3.16

• 등가저항의 개념을 이용하여 그림의 회로에서 소스전류 i를 구하여라.

R2 R3Vs R1

O

O

i

V

=eqR


Source Load

등가저항을 이용하여 Load의 저항 네트워크를 단순화 하듯이, 등가회로를 이용하여 Source 쪽의 회로 또한 단순화 할 수 있다.

3

Week 6

테브닌의 등가회로

i+

Rti

Source LoadV

+

−

Vt LoadV+

−

테브닌의 정리(Thevenin theorem)

부하의 관점에서 보면 이상 전압원 전류원 및 선형 저항으로 구성된 어


부하의 관점에서 보면 이상 전압원, 전류원 및 선형 저항으로 구성된 어떠한 회로라도 이상 전압원 Vt와 등가저항 Rt가 직렬 연결된 등가 회로로 나타낼 수 있다.

Week 6

테브닌, 노턴 등가저항의 결정

1 회로내의 모든 소스를 0으로 놓는다(전압원은 Sh t1. 회로내의 모든 소스를 0으로 놓는다(전압원은 Short, 전류원은 Open)

2. 부하 저항을 제거하고 두 단자 사이의 Equivalent 저항을 계산한다.


-> 부하 저항이 보는 (“SEE”) 등가 저항을 계산

4

Week 6

등가저항 기본예제

R3R1 R3R1

SEEVs R2 RL

R2

R3

SEE

R3


(R1||R2)R1 R2

Week 6

예제 3.17

부하 저항 이 보는 테브닌 등가 저항을 구하여라LR

IR1 R2

R5

R4

R3

RL

10 10

20

2020 A5


5

Week 6

등가저항 연습문제 #1

2.5k

5k

5V

RL

5k3k

2k


Week 6

등가저항 연습문제 #2

6

10

0.5A

2

RL

10V

2

4

5

3


6

Week 6

예제 3.18

부하 저항 이 보는 테브닌 등가 저항을 구하여라LR

R2Vs

R1 R3

R4I RL


R1=2, R2=2, R3=1, R4=2, Vs=5V, I=1A

Week 6

테브닌 전압의 계산

절차

1. 부하Load를 제거하여 부하 단자를 개방 회로로 만든다.

2. 개방된 부하 단자에 걸리는 개방전압 Voc를 정의한다.

3. Voc를 구하기 위하여 노드전압법등 회로망 해석을 한다.

4. 테브닌 전압 Vt = Voc 이다.


• 테브닌 전압은 부하가 무한대일 때의 단자 전압이다.

• 테브닌 등가저항 및 등가전압은 모두 부하Load에 무관하다.

7

Week 6

테브닌 전압계산 기본예제

R3R1 R1 R3

Vs R2 RL R2Vs


Week 6

예제 3.19

회로에서 개방전압 Voc를 구하여라

R2

R1

Vs

R3

R4

av

ocv+

−


bv

8

Week 6

예제 3.20

테브닌 등가 방식을 사용하여 부하전류 i 를 구하여라.라

R3

V

R2

R1

I

i

ov+

−


Week 6

연습문제

테브닌 등가 회로를 사용하여 부하 RL에 흐르는 전류 i 를 구하여라.

RLR5

R1

R4

Vs1

R2

R3


9

Week 6

노턴의 등가회로

i+

niSource LoadV

−

노턴의 정리(Norton theorem)

부하의 관점에서 보면 이상 전압원, 전류원 및 선형 저항으로 구성된 어떠한 회로라도 이상 전류원 과 등가저항 이 병렬 연결된 등가 회로로 나타낼 수 있다

ni

n

nR


로 나타낼 수 있다.

테브닌과 노턴의 등가회로는 둘 다 이상 전압원과 전류원, 선형저항으로 구성된 회로에 잘 적용된다.

Week 6

노턴전류의 계산

정의: 노턴 등가전류는 부하를 단락 회로로 대체 하였을 때 이에 흐르는 단락 전류에 해당한다을 때 이에 흐르는 단락 전류에 해당한다.

-> 부하의 저항이 0일 때(Short)의 전류

R1

R2

R3

V i


R2Vssci

10

Week 6

테브닌, 노턴 등가저항의 결정

※등가저항을 구하는 방법은 테브닌 회로와 노턴 회로가 동일함

1. 회로내의 모든 소스를 0으로 놓는다(전압원은 Short, 전류원은 Open)

2. 부하 저항을 제거하고 두 단자 사이의 Equivalent 저항을 계산한다.


-> 부하 저항이 보는 (“SEE”) 등가 저항을 계산

Week 6

예제 3.21

다음의 회로에서 노턴 전류와 노턴 등가회로를 구하여라.

I

R3V

R2R1


11

Week 6

소스변환

Thevenin 형식의 어떤 회로도 다음의 관계식을 이용하여 노턴 등가 형식의 회로로 나타낼 수 있다.

NTT iRV =

One PortNetwork

Rt

Vt IRt


EquivalentThevenin EquivalentNorton

Week 6

예제 3.22

소스변환을 사용하여 다음 회로의 노턴 등가를 계산하여라(텍스트북 오류주의).

V1

R3

V2

R4

RLI

R2

R1


12

Week 6

최대 전력의 전달

※ 테브닌Thevenin 및 노턴Norton 모델에 의하여 계산된 내부저항(등가저항)의 존재는, 소스Source에 의하여 발생된부저항(등가저항)의 존재는, 에 의하여 발생된전력의 일부분은 필수적으로 내부 회로에 의해 소모된다는 것을 의미한다.

그럼 소스source에서 부하load로 최대전력이 전달되기위한 조건은 무엇인가?

Rt


Vt

Week 6

정합(Matching)

LLL RiP 2= TL RR

vi+

=

RL

TL RR +

LTL

TL R

RRvP 2

2

)( +=

0)(

)(2)(4

222

=+

+−+=

TL

TLLTTLT

L

L

RRRRRvRRv

dRdP


0)(2)( 2 =+−+ TLLTL RRRRR

TL RR =∴

13

Week 6

Impedance Matching

Vt

Rt

RL

AmplifierAudio Speaker


Week 6

Impedance Matching


코일이 가지고 있는 특징(임피던스) 때문에 정확한 전류 프로파일이필요한 경우에는 정밀한 전류 제어기가 필요.

14

Week 6

Integration amplifier

Amplifier Spec. Example

출력 : 70W/ch (20-20 kHz, < 0.03%, 8 ohms)

왜율(THD) :< 0.03% at rated power

주파수응답 : 10Hz-100kHz

댐핑 팩터 : 180 (20-20,000Hz, 8 ohms)

S/N비 : 80dB(Phono)/100dB(Line)

소비전력 : 300 W

크기 : 435 x 92 x 342mm (WxHxD)부하임피던스


크기 : 435 x 92 x 342mm (WxHxD)

무게 : 7.7kg

부하 피

앰프출력임피던스

Week 6

오디오 앰프의 동작


공기중의 소리 전달 미소 전류의 증폭

15

Week 6

Speaker의 동작


Voice Coil Motor

Week 6

픽업 카트리지 원리


16

Week 6

가청주파수에 대하여

• 일반전화가 전달하는 주파수대역은대략 300-3300Hz정도임.

• 20㎐ 이하 초저주파는 사람의 귀로는 들을 수 없지만 머리.가슴.배 등온몸으로 느낌.


온몸으로 느낌.• 6㎐의 110dB의 초저주파 소음은

95%를 온몸이 느끼고, 그 중 70%는 가슴과 배가 영향을 받음.

Week 6

실험 WK06-1

A. 다음과 같은 회로를 구성하고 Load 저항에서의 전압을 측정하고 Load 저항에 흐르는 전류를 구하여라압을 측정하고 Load 저항에 흐르는 전류를 구하여라

Node 측정 V

a

b

R3

Vs R2

R1

RLV12

a


저항 전류(계산)

Load

R1=3.3k, R2=6.8k, R3=4.7k, R4=1k, RL=10k

b

17

Week 6

B. 테브닌 등가 회로를 구하고, 이에 의해서 부하에 흐르는 전류를 계산하여라

실험 WK06-1

르는 전류를 계산하여라.

C.(Report) 소스변환을 통해서 등가 노턴회로를 구하여라.


Week 6

실험 WK06-2

A. 다음과 같은 회로를 구성하고 Load 저항 양단에서의 전압을 측정하고 L d 저항에 흐르는 전류를 구하의 전압을 측정하고 Load 저항에 흐르는 전류를 구하여라

a

Node 측정 V

a

b GNDRL

3V

R3

R1 R4

6VR2


b저항 전류(계산)

Load

3V

R1=3.3k, R2=6.8k, R3=4.7k, R4=1k, RL=10k

18

Week 6

B.(Report) 망전류법을 이용하여 해석한 결과와 위에서

실험 WK06-2

B.(Report) 망전류법을 이용하여 해석한 결과와 위에서측정한 결과와 일치하는지 확인하여라.


Week 6 전기전자회로(I)senslab.co.kr/Class/%C0%FC%B1%E2%C0%FC%C0%DA%C8%B8... · 2 Week 6...

Documents

Transcript of Week 6 전기전자회로(I)senslab.co.kr/Class/%C0%FC%B1%E2%C0%FC%C0%DA%C8%B8... · 2 Week 6...