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2011.01.10 Node-voltage Method
Node-voltage Method는 이전에 다뤘던 Kirchhoff's Current Law를 기반으로 한다. 즉, 하나의 노드에 드나드는 전류의 총 합은 0이라는 이 법칙을 발전시킨 것이다. V1 노드에 집중해보자. V1 노드에는 4개의 연결선이 그려져 있다. 각각 50V의 Voltage Source가 연결되어있는 path, 8Ω 저항, 2Ω저항, 그리고 Dependant Current Source가 연결되어있는 path. 먼저 V1쪽에서 8Ω저항으로 빠지는 전류를 ia 라고 했을때 ia = V1 / 8Ω 이라고 생각할 수 있다. 마찬가지로 모든 path에 대해서 위와 같이 식으로 나타낼 수 있고, 그것들을 모두 더한 값은 0이 되는 것이다. 우리는 V1과 V2에 대해서 각각 아래와 같은 식을 쓸 수..
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2011.01.10 Thevenin Equivalent
위키피디아에 있는 그림이다. 간단한 예제지만 그림을 차례차례 분석하면서 설명하기에 적절한 것 같아서 가져왔다. Thévenin Equivalent는 간단히 말하면 어떤 복잡한 회로를 Voltage Source와 Resistance 두가지로 간단히 압축할 수 있다는 것이다. 회로 전체의 전압 Vth와 저항 Rth를 각각 구하는 것으로 Thévenin Equivalent Circuit을 만들 수 있다. 우리는 먼저 Vth를 구해보도록 하자. Vth는 A점과 B점, 즉 두 Terminal간의 전위차를 나타내는 것이다. 우리는 Node-voltage Method를 이용해서 Vth를 구할 수 있다. 먼저 맨 오른쪽에 있는 R1저항의 경우 A, B 사이가 open circuit (끊어진 상태)이므로 전류가 흐르지 ..
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2011.01.10 Multirange Voltmeter Design
전기전자 실험을 하다보면 Multirange Meter를 많이 이용하게 되는데, 우리는 그걸 간단하게 디자인해 볼 수 있다. 3.44(a) 문제 3.44(a)에서는 무브먼트 자체의 저항값이 무시한다고 가정하고 있다. 따라서 문제는 매우 간단해진다. 먼저, 무브먼트 옆에 표시된 50mV와 1mA는 무브먼트가 정상 작동하는 범위라고 생각하면 된다. 우리는 무브먼트에 이러한 정상 작동범위의 전압과 전류를 보내주기 위해서 R1~R3을 디자인해야 한다. 옆에 표시된 50V, 20V, 2V를 입력되는 전압의 최대값이라고 고려한다면 최대전압일 때 흐르는 전류가 1mA가 되게 하면 된다. 따라서, R1 = 50V / 1mA = 50KΩ 라고 계산할 수 있다. 나머지도 마찬가지 방법으로 계산하면 각각 20KΩ, 2KΩ가..
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2011.01.09 Delta-to-Wye Equivalent Circuits
회로에서 위와같은 델타(삼각형) 모양을 가끔 만날 수 있는데 Balanced Wheatstone Bridge가 아닌 이상 문제를 쉽게 해결하기 어렵다. 이유는, 회로가 parallel과 series의 중간상태에 있어 애매하기 때문이다. 만약 a,b,c중 하나의 노드에 선이 연결되어 있지 않다면 그냥 보편적인 series와 parallel의 복합으로 생각할 수 있으나, 세개의 노드에 모두 연결되어 있는 경우에는 단순히 그러한 series와 parallel의 복합으로 생각할 수 없게 된다. 따라서 우리는 이런 삼각형 모양을 Y모양으로 변환(transform)하여 회로를 간단하게 바꾸는 방법을 생각할 필요가 있다. 공식의 유도는, 위에서 언급하였듯, a,b,c중 하나의 노드에 선이 연결되어있지 않다고 가정하고..
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2011.01.09 Kirchhoff's Laws
전자회로의 기초에서 가장 중요한 법칙 중 하나인 키르히호프 법칙(Kirchhoff's Laws)이다. 키르히호프 법칙을 설명하기 전에 알아둬야 할 것이 바로 node와 loop(혹은 closed path)다. 간단한 설명을 위해 위 그림을 첨부했다. node는 그림에서 보이는 검은색 점들이다. 즉, 회로들이 만나는 한 지점을 node라고 부른다. closed path는 정말 간단히 설명하면 그냥 중간을 가로지르는 회로가 없는 회로를 한 바퀴 돈것이다. 2번째 그림에서 보이는 a, b, c의 path가 그것을 나타내고 있다. Kirchhoff's Laws는 크게 두가지로 생각할 수 있다. Kirchhoff's Current Law 회로상의 어떤 node에서 빠져나가고 들어오는 모든 전류의 합은 0이다. 예..
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2011.01.09 A power balance between absorbing and developing
먼저 회로 전체에서 소모하는 전력의 합과 생산하는 전력의 합은 같다. 만약 소모하는 전력이 음의 값을 가진다면 그것은 전력을 생산하는 유닛이다. 일반적으로 전력을 소모하는 유닛은 전압차가 양수일때 전류가 높은곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 이것으로 어떤 유닛이 전력을 소모하는지, 생산하는지를 판단할 수 있다. 문제에서는 유닛의 전압 표시와 전류 방향이 모두 제각각인데다가 값 마저 음수와 양수로 난잡하게 되어있다. 하지만 모든것을 양의 값으로 바꾸는 방법을 사용하면 의외로 문제는 간단해진다. 예를들어 유닛a를 보면 Voltage와 Current를 양수로 바꾸게 되면 그림에서도 + - 와 화살표 방향을 바꿔야 한다. 값이 모두 양수가 되었을때 전압 표시와 전류 방향을 보면 전류가 낮은곳에서 높은곳으로 흐르는 것..