회로이론_02_회로에서 다루게 될 기본 개념

전자공학과 학부생의 복습을 위한 포스팅입니다. 내용은 Introduction to Electric Circuits by Svoboda, Dorf 책을 참고하고 있습니다. 학부생이 정리를 위해 쓴 내용이기 때문에 틀린 내용이 있을 수 있고 있다면 지적 부탁드립니다. 감사합니다.

 

회로이론에서는 전압, 전류, 저항의 관계(옴의 법칙)를 기본으로 회로를 해석하고 이 회로의 Power를 구하는 것까지가

회로이론1의 기본이라고 필자는 생각한다. 

0. SI Units (International System of Units)

국제적으로 물리량을 이렇게 표기합시다 ~ 라고 약속한 것 거의 모든 나라에서 사용하지만 미국, 미얀마, 라이베리아는 안 쓴다고 함 TMI

아래 표를 집중해서 보면 좋을 것 같다. 특히 나는 전공 처음 공부할 때 접두사를 몰라서 자꾸 헷갈렸던 기억이 있으니 처음이라면 확실히 외우도록 하자 !! 앞으로 계속 나온다!

 

 

1. Charge

우리 말로 전하다 전하(왕 아님). 전하란 전기적 현상 때문에 생긴 전기의 양이다. (Charge is the quantity of electricity responsible for electric phenomena.)

1) 단위는 [C] coulomb 쿨롱이라고 읽고 q로 표기한다.

2) 전자의 전하량은 e = -1.602*10-19 C이므로 1쿨롱 = 6.24*1018 만큼의 전자가 있다.

3) 전하량 보존법칙 : 시스템 내에서 총 전하량은 일정하다. 즉 전하는 생성되고 사라지지 않는다.

 

2. Current

전류는 일정 시간 동안 한 지점을 통과하는 전하의 양이다.

(Current is the time rate of flow of electric charge past a given point.)

i = dq/dt

1)    단위는 [A] ampere 암페어라고 읽고 I로 표기한다. 1A = 1[C/s]

2)    전류의 흐름은 양전하의 진행 방향이다. 즉 전자의 진행 방향의 반대이다.

3)    직류(Direct Current)와 교류(Alternating Current)

직류(DC)란 항상 일정한 방향으로 흐르는 전류를 의미하고 교류(AC)에 비해 효율적이고 안정적이기 때문에 대부분의 전자기기는 DC로 설계되어 있다.

교류(AC)란 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변하는 전류를 의미한다. 

3. Voltage

전압은 단위 양전하 간 전기적 위치 에너지의 차이로 정의한다.

(The voltage across an element is the work (energy) required to move a unit positive charge from the terminal to the þ terminal. The unit of voltage is the volt, V.)

V =  dW/dq

1)    단위는 [V] Volt 볼트라고 읽고 V로 표기한다. 1V = 1[J/C] = 1[N*m/C]

2)    전압은 위치에너지 차이기 때문에 읽을 때 유의해야 한다.

4. Power

전력은 일정 시간당 공급하거나 받은 에너지의 양이다.

(Power is the time rate of supplying or receiving power)

P =  dW/dt = dW/dq * dq/dt = V*I

1)    단위는 [W] watt로 와트라고 읽고 P로 표기한다. 1W = 1[J/S]

2)    Power는 흡수전력인지 공급전력인지가 굉장히 중요하다.

3)    에너지 보존법칙 : 회로 내 소자에 흡수 및 공급된 전력의 합은 0이다.

 

전기회로란? 전류를 계속 흐르게 하기 위해 닫힌 경로에서 함께 결합된 전기소자들의 상호작용이다. (회로이론에서 다루는 내용은 전자기학과 굉장히 다르다. 전자기학에 회로이론 내용을 접목하면 이 내용은 거의 맞지 않는다. 회로이론은 쉽게 생각하면 다른 건 생각 안 하고 소자에만 집중하는 과목이다. 참고 바란다.)

 

5. Source

전원은 회로에 에너지를 공급할 수 있는 전압이나 전류 생성기다.

(A source is a voltage or current generator capable of supplying energy to a circuit.)

1)    Independent Source : 다른 회로 변수에 영향 없이 독립적으로 전압이나 전류를 생성하는 전원을 의미한다.  (An independent source is a voltage or current generator not dependent on other circuit variables.)

2)    dependent Source : 다른 회로 변수로 인해 바뀌어 전압이나 전류를 공급하는 전원을 의미한다.

       처음엔 낯설기 때문에 무슨 말인지 이해하기 어렵지만 문제를 풀다보면 자연스럽게 이해할 수 있다.