Dept. of Biomed. Eng.BME207: Basic Electronic CircuitsKyung Hee Univ. 1 학생 작성 강의록 Chapter 3 저항 회로망 해석 김소담 김수진

Dept. of Biomed. Eng. BME207: Basic Electronic Circuits Kyung Hee Univ.

http://www.ejwoo.com 1 학생 작성 강의록

Chapter 3

저항 회로망 해석

김소담 김수진 김영은 김현희 이지혜

http://www.ejwoo.com/



Node Voltage Analysis

Select a reference node.

Identify all node voltages.Identify all element currents.

Write (N-1) KCL equations.

Express element current in terms of node voltages.

Substitute and rearrange.

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Step 5





Step 3

Step 4

Step 5




Node Voltage Analysis 정리

N 개의 node → (N-1) KCL equations

→ (N-1) node voltages

→ AX = B , 해 = xA: 회로에 대한 정보 ( 저항값 )

B: source (is)X: Node Voltage





* 전압원의 처리 방법 ( 전압원이 불편한 경우 )

1) Source Transformation

Vs Rs

Is =






1) Source Transformation

Ex)

Step 3

Step 4






2) Reference node selection

Ex)






3) Super Node




Mesh Current Analysis

Mesh : a loop that does not enclose an element

Step 1

Step 2

Step 3

Step 4

Identity a mesh current for every mesh and a voltage across every element

Write KVL constraints around all meshes

Express element Voltage in terms of mesh current

Substitute and rearrange and solve

:mesh




Mesh Current Analysis Example

iA iBV0

V1 V2

V4

①

Example




Ex)




Mesh Current Analysis 요령①

②

③

A current source in only one mesh

→ mesh current = source current

A current source in two meshes orA current source with series resistor

→ Super mesh




Ex1)

8V= 4kΩ X 2mA

Mesh Current Analysis 요령




Ex2)

Mesh Current Analysis 요령




Linearity - 선형성- Input : Signal produced by independent source ex) 전압원 전류원- Output : any other designated signal ex) 전압 , 전류

* Linear Circuit ( 선형회로 ) 은 아래의 2 가지 조건을 만족시켜야 한다 .

① Homogenity (Proportionality) : f(kx) = k f(x)② Additivity (Superposition) : f(x1+x2) = f(x1)+f(x2)

* R( 저항 ) L( 인덕터 ) C( 커패시터 ) 만을 포함하는 회로는 선형회로




Bridge circuit Example

VO

V1 V2

V3 V4




Case 1 Case 2is=0 일때 Vs=0 일때




Principle of Superposition( 중첩의 원리 )선형회로에서만 사용가능 !!압력이 여러 개일 때 출력은 각각 입력했을 때의 결과값의 합과 동일

Step by step

Step1

Step2

Step3

Turn off all indepen-dent sources(input)Find output for each input only

Add all outputs




Short

Open

전압원

전류원




ex) 1

2

3 Vs= Vo1 + Vo2 + Vo3

=1/3(Vs1+Vs2+Vs3)평균값




ex)

1) 2)




ex)

1)

2)

끊어져서 i=0 이 되므로 같은 노드가 됨 !저항이 없는 것이라고 생각 ~




Thevenin and Norton Equivalent CircuitThevenin Norton

RT=RN

VT=IN*RT

방법 1 방법 2

VT=Voc : 개방전압iN =isc : 단락전류RT=RN=VT/VN

VT=Voc RT : 모든 전원을 제거한 후의 등가저항




ex)

부하 Vo

선형회로Thevenin

방법 1VT=VOC= VS R2

R1+R3

RT=R3+(R1//R2) =R3+ R1R2

R1+R2




방법 2

Isc

R2 R1+R3

=R3+ R1R2 R1+R2




Loading Effect( 부하효과 )부하저항에 따라 V, I, P 가 변함

VT

RT

Vo

최대출력전압 VLmax=VT=Voc 최소출력전류 =0 (RL=∞)

최대출력전압 VLmin=0=Vsc 최소출력전류 =VT/RT (RL=0)

전력=0

RL VL IL PL

0 0 VT/RT 0… … …

∞ VT 0 0커졌다 작아짐




RT=RL 일 때 P 최댓값

VL PL

RL

VTRT

VT

(VT)4RT

2

PLMAX

VL(RL=RT) = 1/2VTiT (RL=RT) = VT/2RLPL(RL=RT) = (VT)^2/4RL




VT

RT

VL

Nonlinear Load

load

iL VTRT

VT

VL

iL

Load line ( 부하선 )

무엇이 연결되든 간에위의 선 ( 부하선 ) 을 만족해야한다




참고iL

VLRL

:Ohm’s Law

VL

iL

1RL

:Slope

부하의 소자에 따라 결정< 선형부하의 i-V 특성 곡선 >

VL

iL

Element constraint 와Load line 그래프의 교점




3 장 끝Thank you!


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