Week 4 전기전자회로(I) - senslab.co.krsenslab.co.kr/Class/%C0%FC%B1%E2%C0%FC%C0%DA%C8%B8... · dt i t 기계설계 ... B.NodeB. Node

1

Week 4

전기전자회로(I)

기계설계자동화공학부 김정한 www.senslab.co.kr 전기전자회로(I), 2010 1학기 1

Week 4

전압의 측정

VCC

V2

V1

VCC

R1

R3

R2

저항 R1에 걸리는 전압:

저항의 양단에 걸리는 전압

전압 V1:


GND와 V1단자 사이의 전압

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Week 4

저항 읽는 법(복습)

5%, 10% 저항은 색띠가 4개이나1%, 2% 저항은 색띠가 5개임. 따라서 유효 숫자가 1개 추가됨

Ex)


Ex)

A) 5% 1k Ohm: 갈검빨 금

B) 1% 1k Ohm: 갈검검갈 갈

Week 4

Bread Board

• 파랑 라인은 주로 GND로 이용

• 빨간 라인은 주로 VCC로 이용

• 중간 5칸씩 따로따로 연결

• 빨강,파랑라인은 내부에서 세로로 연결 되어있음

일반 중간 구멍들은 5개씩 가로


• 일반 중간 구멍들은 5개씩 가로로 연결 되어있음

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Week 4

Bread Board 사용예


Week 4

멀티미터의 연결

저항, 직류, 저전류

공통


고전류

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Week 4

전력측정 멀티미터


Week 4

전압계와 전류계

A

RA

VR

전류계는 측정하고자 하는회로에 직렬로 연결한다.

따라서 측정치에 영향을 주

전압계는 측정하고자 하는회로에 병렬로 연결한다.

따라서 측정치에 영향을 주


따라서 측정치에 영향을 주지 않으려면 내부 저항이매우 작아야 한다.

따라서 측정치에 영향을 주지 않으려면 내부 저항이매우 커야 한다.

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Week 4

전류계와 전압계 내부 모델


Week 4

전류계와 전압계의 연결

RVs

ARVs

RVs

V METER VOLT


• 전류계의 내부저항 : 작을수록 좋다.

• 전압계의 내부저항 : 클수록 좋다.

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Week 4

전압,전류의 측정

AWG (American Wire Gauge)


전압의 측정: 병렬 연결

전류의 측정: 직렬 연결

Week 4

전력 관련 복습 예제 1

a) Current through the bulb =


b) R of the bulb =

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Week 4

전력 관련 복습 예제 2

정격 100 Watt

a) Current through the bulb =


b) Total Watt of the two bulb =

Week 4

오옴의 법칙 적용 예제

+10Va) Current through the R’s

=

b) Va =

) Vb

2k

5k

3k

Vb

+10V

VaqI


c) Vb = 5k

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Week 4

실제의 전압원

저항 R이 0 으로 근접할 때 ss

Vi =max

rs

Vs

SOURCE VOLTAGE

RLV

출력할 수 있는 최대전류는

Source에 의해서 공급되는전류는

RrVis

ss +=

ss rmax


Practical Voltage Source

RrRVV

s

sL +=부하에 실제 가해지는 전압은

Week 4

실제의 전류원

is

Practical Current

RrsSV

부하 저항이 무한대로 근접할 때Source에 의해서 공급되는 최대 전압은

sss riV =max


Practical CurrentSource

우수한 전류원은 내부저항이 매우 크다.

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Week 4

저항 회로망 해석

미지의 분기(B h) 전류 및 노드전압을 계산하는 것• 미지의 분기(Branch) 전류 및 노드전압을 계산하는 것

• 관련 변수를 체계적으로 정의하는 것이 중요

• 미지의 변수를 구할 수 있도록 충분한 수의 방정식을 확보해야 한다.

• Node 전압 방법과 망전류 방법이 대표적으로 많이 사용된다.


Week 4

예제 3.1

R3R1

R2

R3

R4

R1

12VSOURCE VOLTAGE

Node Voltage Branch Voltage

Sa VV =

2Rb VV =

4Rc VV =

0=dV

adaS VVVV =−=

baR VVV −=1

bdbR VVVV =−=2

a b c

dcbR VVV −=3


cdcR VVVV =−=4

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Week 4

Node 전압법

•가장 많이 쓰이는 방법 중 하나임.가장 많이 이는 방법 중 하나임

•각 노드에서의 전압을 독립변수로 정의한다.

•노드중 하나가 기준노드로 선정된다(GND).

•노드전압의 정의 후 전류를 계산하기 위해 옴의 법칙을 적용한다.(각 브랜치의 전류를Node 전압의 항으로 표시한다)


Node 전압의 항으로 표시한다)

•KCL을 적용한다.

Week 4

Node 전압법 적용순서

1. 기준 노드의 선정(보통 GND).

2. 각 노드에서의 전압을 독립변수로 정의한다.노드의수가 모두 N이면 기준 노드를 빼고 모두 N-1개의미지 노드 전압이 형성된다.

3. 만약 전압원이 포함되어 있으면 전압원이 연결된두 개의 Node사이의 관계를 이용한다.

4. 각 브랜치에 흐르는 전류를 Node 전압의 항으로


표시한 후 KCL을 적용한다.

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Week 4

Node 전압법 기본예제

Node 가 모두 3개, 전압원이 0개 있으므로 모두2개(3-1-0=2)의 연립방정식을 구할 수 있다.

a b

c

R3IIs

R2

R1


Week 4

예제 3.2

R3

R2

II2

R1II1

R4

a b

cmA10 mA50

Ωk1

Ωk2

Ωk10

Ωk2


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Week 4

예제 3.3

Ω=Ω=Ω=Ω=== kRkRRkRmAimAi ba 7.42.2500121 4321

R3Ib

R1

R2

IaR4


Week 4

⎤⎡⎤⎡⎤⎡ 111211 bxaa

Cramer’s Rule

121

bab 111

bba

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

2

1

2

1

2221

1211

bb

xx

aaaa

2221

1211

2221

aaaaab

x =

2221

1211

2212

aaaaba

x =

d t i t


21122211 aaaa −=∆

determinant

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

−∆

=⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

1121

12221

2221

1211 1aaaa

aaaa

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Week 4

예제 3.4

123 =− ba vv 67.2221 −

v

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

−21

67.2223

b

a

vv

267.22 =+− ba vv67.2223

−−

=av

232213

−=bv


67.2223

−−

Rank: Maximum number of linearly independent row vectors of a matrix

Week 4

예제 3.5

R1

AIAIRRRR 3,2,3,4,1,2 214321 ==Ω=Ω=Ω=Ω=

I1 R4R3

R1

I2

R2


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Week 4

전압원을 가진 Node 해석

기본예제

R3

IIsR4Vs R2

R1


Week 4


연습 문제 3.2

30 30

1030

20V20


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Week 4


R1

VVAIRRRR ss 3,2,3,4,2,2 4321 ==Ω=Ω=Ω=Ω=예제 3.6

R2 Vs

R1

R3 R4IIs

A B C


Week 4


R1

VVVVRRRRR ss 3,2,2,3,4,2,2 2154321 ==Ω=Ω=Ω=Ω=Ω=

Vs2

R5

R4

R3

R2

Vs1


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Week 4

실험 WK04-1

A. 다음과 같은 회로를 구성하고 각 노드에서의 전압을 측정하고 각각의 저항에 흐르는 전류를 구하여라

R2

R3

R4

R1

12VSOURCE VOLTAGE

a cbNode 측정 V

a

b

c

저항 전류(계산)

R1

R2

R3


d d R4

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

Week 4

B. Node 전압법을 이용하여 각각의 노드에서의 전압을B. Node 전압법을 이용하여 각각의 노드에서의 전압을구하고 위에서 구한 측정치와 비교하여라

Node 계산 V

a

b


c

d

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Week 4

실험 WK04-2

A. 다음과 같은 회로를 구성하고 각 노드에서의 전압을 측정하고 각각의 저항에 흐르는 전류를 구하여라

R1

12V

R2

R3 R4

3V

a b

cNode 측정 V

a

b

저항 전류(계산)

R1

R2

3


d c

d

R3

R4

Week 4

B. Node 전압법을 이용하여 각각의 노드에서의 전압을

Node 계산 V

a

b

B. Node 전압법을 이용하여 각각의 노드에서의 전압을구하고 위에서 구한 측정치와 비교하여라


c

d

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Week 4

Report

위의 실험 WK04-1에서 Node의 기준을 b node 로 하여 Node 전압법을 적용하여 회로를 해석하고 각 노드에서의 전압을 구하여라 그리고 각 저항에 흐르는 전에서의 전압을 구하여라. 그리고 각 저항에 흐르는 전류를 구하고 실험 1번의 결과와 비교하여라.

R1

12V R4R2

R3a b c


12VSOURCE VOLTAGE

R4R2

d

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