회로 관련 용어

전하, 기전력, 전력

전하 : 물질이 띤 전기를 전하(량)이라고 하며 양, 음 전하 등이 존재하며 단위는 쿨롱을 사용하며 전자 1개의 전하는 1.602*10^-19의 크기를 나타낸다. 전하는 양자 혹은 양이온이 갖는 정전하와 전자 그리고 음이온이 갖는 부전하로 구분된다.

 

전류 : 전하가 이동하는 통로를 회로라하고 단위는 암페어로 나타내며 전류는 회로의 어느 단면을 미소시간 dt에 통과하는 미소전하의 양 dq의 크리로 정의하는 것으로 나타낸다.

 

전위차 : 어느 회로 내에 두 점이 있어 그 중 한 점으로부터 다른 점까지 단위 양전하가 이동할 때 얻거나 읽는 에너지로 단위는 V를 사용한다. 여기서 1V는 1C의 전하가 두 점간을 이동할 때 얻거나 잃는 에너지가 1J일 때의 전위차를 의미하며 미소전하 dq가 이동할 때 수반되는 에너지의 변화가 dwJ이라면 v=dw/dq가 된다.

 

기전력 : 기전력은 주어진 회로 등에서 전류를 흐르게 하는 전기적인 원천을 말한다. 여기서 기전력을 일으키는 장치를 전원이라고하며 기전력 혹은 전위차 등으로 불리며 단위로 V를 사용한다.

 

전력 : 단위시간에 변환 또는 전송되는 에너지를 전력이라고 하며 단위는 W로 표시하며 1W는 1s동안에 변환 또는 전송되는 에너지가 1J일 때의 전력을 말한다.

 

전압원 및 전류원 : 이상적인 전압원의 경우는 부하에 무관하게 일정한 전압을 유지해야 하는데 이는 이상적인 전압원의 내부 저항이 0이라는 것을 의미한다. 이상적인 전류원의 경우는 내부저항이 무한대이므로 개방상태이다.

 

능동소자 수동소자 : 회로를 구성하는 소자에는 회로에 에너지를 공급하는 기능을 하는 소자를 능동소자라고 하며, 능동소자는 전압원과 전류원 등으로 구분되어 이용하게 한다. 회로에서 에너지를 공급받아서 그 기능을 수행하는 소자를 수동소자라고 하며 대표적인 수동 소자의 형태는 저항, 유도소자, 용량소자가 있다.

 

저항의 연결과 등가 저항

옴의법칙 : 저항은 전자 상호간 혹은 물질 내의 다른 원자와의 충돌 등에 의해서 발생하게 되는데 이러한 저항은 전기 에너지를 열 에너지로 변환시켜 주며 이를 물질의 저항이라고 한다. 따라서 저항의 크기는 도체의 단면적을 도체의 길이로 나눈값이 되며 저항은 두 단자 간에 공급된 전원으로 두 단자 사이에 흐르는 전류에 비례하는 크기를 나타낸다. 도체에 흐르는 전류의 크기는 도체 양단에 가한 전압이 일정할 때 전기저항에 반비례하게 된다.

 

저항의 연결 : 직렬회로라고 하는 것은 마디에 오직 2개의 소자만이 연결되는 경우로 소자가 직렬로 접속되었다고 하여 직렬회로라고 한다. 직렬 회로는 회로의 구성에서 에너지를 전송하는 반송자가 오직 하나만 존재하는 통로를 이용하여 전송하게 된다. 병렬회로는 노드에 3개 이상의 소자가 연결된 회로이다. 병렬 회로에서는 에너지를 전송하는 반송자의통로가 여러 개로 나뉘어져 이동하게 되는 구조를 보이게 된다.

 

회로해석

키르히호프의 전류법칙 : KCL은 회로를 구성하는 임의의 마디에 대해 유입되고 유출되는 전류의 대수적인 합이 각 순간에서 0이되거나 유입되는 전류의 크기와 유출되는 전류의 양이 같다는 원리를 설명하는 것이다. 일반적으로 회로에서 2개 이상의 회로 소자가 공통으로 접속되는 점을 절점, 마디 혹은 노드라고 하는데 이 노드를 통해서 유입된 전류의 합과 유출된 전류의 합은 같게 된다.

 

키르히호프의 전압법칙 : KVL은 회로를 일주하는 폐회로에서 회로를 일주하는 방향으로 각 소자에 나타나는 전압강하와 전압 상승의 대수적 합이 0이거나 전압의 크기가 같다는 원리가 KVL이다. 임의의 폐회로를 따라 한쪽 방향으로 일주하면서 얻는 전압 강하의 대수적합과 같게 된다는 것이다.