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회로이론 법칙

• 옴의 법칙(Ohm's law) : 저항의 전압은 저항값과 전류의 곱이다. $V=IR$

• 키르히호프의 전류법칙(Kirchhoff's current law) : 특정 노드에 들어오는 전류의 합은 0이다. 에너지 보존법칙과 연관된다.
• 키르히호프의 전압법칙(Kirchhoff's voltage law) : 폐쇄루프의 전압의 총합은 0이다.

• 노턴의 정리(Norton's theorem) : 전압.전류소스 및 저항으로 이루어진 회로망은 이상적 하나의 전류소스와 병렬로 하나의 저항으로 변환할 수 있다.
• 테브난의 정리(Thévenin's theorem) : 전압.전류소스 및 저항으로 이루어진 회로망은 하나의 전압소스와 직렬로 하나의 저항으로 변환할 수 있다.

• 중첩 원리(superposition principle) : 회로망에서 모든 전원이 작동하는 회로 해석결과는, 각 개인 전원 소스를 각각 하나의 소스만으로 해석한 결과들의 합과 같다. 회로 해석할 때, 하나만 남기고 나머지는 0으로 하여 해석한다. 이렇게 모든 전원을 돌아가면서 해석할 결과들의 합은 결국 모든 소스가 동작할 때의 해석결과와 같으므로 소스를 하나씩 놓고 해석하는 방법을 제공한다. 전류소스를 제거하려면 두 노드에서 open하면 전류소스=0이 되고, 전압소스는 회로에서 두 지점간에 short 하면 V=0이 되어 소스를 제거한 것이다.

회로망 해석

• 노드 해석(Nodal analysis)
• mesh 해석(Mesh)

노드 해석 - 기초해석 예

Basic example circuit with one unknown voltage, V₁.

The only unknown voltage in this circuit is V₁. There are three connections to this node and consequently three currents to consider. The direction of the currents in calculations is chosen to be away from the node.

1. Current through resistor R₁: (V₁ - V_S) / R₁
2. Current through resistor R₂: V₁ / R₂
3. Current through current source I_S: -I_S

With Kirchhoff's current law, we get:

${\frac {V_{S}-V_{1}}{R_{1}}}+{\frac {V_{1}}{R_{2}}}-I_{S}=0$

This equation can be solved in respect to V₁:

$V_{1}={\frac {\left({\frac {V_{S}}{R1}}+I_{S}\right)}{\left({\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}\right)}}$

Finally, the unknown voltage can be solved by substituting numerical values for the symbols. Any unknown currents are easy to calculate after all the voltages in the circuit are known.

$V_{1}={\frac {\left({\frac {5{\text{ V}}}{100\,\Omega }}+20{\text{ mA}}\right)}{\left({\frac {1}{100\,\Omega }}+{\frac {1}{200\,\Omega }}\right)}}\approx 4.667{\text{ V}}$

Mesh analysis

• 참조 Mesh analysis

AC 전원 (AC Power)

교류(交流, 영어: alternating current, AC)는 시간에 따라 주기적으로 크기와 방향이 변하는 전류다. 교류 전류를 사용하는 전압을 교류 전압이라고 한다. 방향이 일정한 직류와는 다르게 교류는 전하의 방향, 크기가 계속 바뀌기 때문에 +, - 단자를 구별하지 않는다.

교류 전원 주파수

전기 시스템의 주파수는 국가에 의해 때로는 국가 내에서 변화한다. 대부분의 전력이 50 또는 60 헤르츠에서 생성된다.

높은 주파수에서 효과

직류는 균일한 와이어의 단면에 걸쳐서 균등하게 흐르게 된다. 표피 깊이는 전류 밀도가 63%로 감소하는 두께이다. 전류가 도체의 주위에 흐르기 때문에, 도체의 실효 단면적이 감소한다. 저항이 단면적에 반비례하기 때문에 이것은 도체의 실효 교류 저항을 증가시킨다.

교류발전

발전소에서는 통상 삼상교류발전기를 이용한다. 발전된 전력은 변압기를 통해 특고압으로 변전되어 교류송전 된다. 해저송전등은 정류기와 인버터를 사용한 직류송전도 이용된다.

배전에 이용되는 전기방식은 삼상4선식, 삼상3선식, 단상3선식 등이 있다.

전력회사가 공급하는 교류의 상품전원의 진동수는 나라마다 다르다. 현재 대한민국의 상용주파수는 60Hz이다.

관련 항목

• 직류
• 임피던스 - 어드미턴스
• 실효치 - 평균치 - 최대치
• 교류회로 - 단상교류 - 삼상교류
• 송전 - 교류송전 - 직류송전
• 변전 - 변전소 - 변전설비
• 배전 - 수전설비 - 삼상4선식 - 삼상3선식 - 단상3선식

각주

분류

전자공학 / 회로이론