Ch3.전압법칙과 전류법칙 KCL, KVL, 직렬회로, 병렬회로, 전압분배, 전류분배 2015. 09

마디(node), 루프(loop), 가지 (branch) - 회로 (circuit ) : 소자들이 이상적인 완전도체, 즉 저항이 0인 도선에 의해 규칙적으로 결합되어 있는 형태. 회로에서의 주요 명칭 마디 (node) : 두 개 이상의 소자가 연결 되어있는 공통 접속점. 경로 (path) : 마디와 소자로 구성되는 신호의 전송통로 루프 (loop) : 경로 중에서 출발 마디와 끝나는 마디가 같은 경우 (페경로 라고도 한다) 가지 (branch) : 단일경로, 하나의 소자와 이의 양 끝 단의 마디로 구성 2단자 소자의 표시 예 회로예 : 6개의 2단자 소자로 구성

마디, 루프, 가지 가지 (branch) 마디 (node) 경로 (loop) 경로 (path)

Fig. 3.1 A circuit containing three nodes and five branches... (a) A circuit containing three nodes and five branches. (b) Node 1 is redrawn to look like two nodes; it is still one node.

노드 (node) CCT : circuit

키르히호프의 전류법칙 (KCL) 정의 : 임의의 마디에 흘러 들어가는(나오는) 전류의 대수적인 합은 영(0) 이다. 해석 : 한 회로내의 어떤 점(node)에 들어가는 전류의 합은 그 점에서 나오는 전류의 합과 같다. IIN = IOUT P점에서 나오는 전류 IC는 P점으로 들어가는 5A + 3A와 같다.

Figure 3.2

키르히호프의 전류법칙 (KCL) Example 1> i의 전류값을 구하라 해) 5+ i - (2) - (-3) = 0 에서 i는 -6, -6A

키르히호프의 전류법칙 (KCL) Example 2> Node B에서 D, F에서 D로 의 전류방향과 값을 구하라 Q2

키르히호프의 전압법칙 (KVL) 정의 : 임의의 폐 경로를 따라 취한 전압상승(혹은 강하)의 대수적 합은 영(0) 이다. 해석 : 폐경로 에서 전압상승과 전압강하의 크기는 같다 (a)의 경우는 전압강하 (b)의 경우는 전압상승을 기준으로 함

키르히호프의 전압법칙 (KVL) Example 3> 아래 그림에서 v 의 전압값을 찾아라 답> -15+ v +10 +2 = 0 에서 v= 3V

키르히호프의 전압법칙 (KVL) Example 2> Q1, Q2의 전압값을 찾아라 Q2 Q1

KCL and KVL Example 3> 다음의 회로에서 v1, v2을 찾고 또 i3-i8을 찾아 표시하라.

위의 문제 해답

단일루프 (single loop) 회로 회로의 각 소자에 흐르는 전류는 동일 -> 소자는 직렬로 접속

단일루프 (single loop) 회로 V = I R T - 전압이 인가되면 두 점 사이에 전하가 이동하여 전류가 흐른다. 직렬회로에서는 자유전자가 한 점을 떠나면 바로 옆에 있는 전하가 그 자리를 계속해서 채운다. - 따라서 직렬회로의 모든 부분에서 전류는 동일하다 I V R T =

마디쌍이 하나인 회로 각 가지에 걸리는(소자 양단에 걸리는) 전압이 동일 -> 소자들이 병렬로 접속

마디쌍이 하나인 회로 - 병렬로 연결된 각 가지의 전압은 모두 같다. - 등가회로에서 총 전류는 각 가지 전류의 합과 같다. 등가저항 (Rp) 은 가장 작은 가지저항보다 작다. 등가저항에 흐르는 전류는 병렬로 연결된 모든 가지에 흐르는 전류와 같다. + vc - - vB + A 에서 B 로 흐르는 전류는 ? 등가 회로의 총 저항은? 각 가지에서의 전압

Fig. 3.19 “Addition of multiple voltage or current sources.” 전원의 직렬 및 병렬연결 Fig. 3.19 “Addition of multiple voltage or current sources.” - 직렬로 연결된 전압원은 각 전압원 값의 대수적 합과 동일한 크기를 가지는 등가 전압원으로 대체할 수 있다. 병렬로 연결된 전류원은 각 전류원 값의 대수적 합과 동일한 크기를 가지는 등가 전류원으로 대체할 수 있다. (a) Series connected voltage sources can be replaced by a single source. (b) Parallel current sources can be replaced by a single source.

Examples of circuits with multiple sources, some of which are “illegal” as they violate Kirchhoff’s laws. Fig. 3.20 Examples of circuits with multiple sources, some of which violate Kirchhoff’s laws.

전원의 직렬/병렬연결 Example 1> 다음의 (b)회로는 (a)의 등가회로 이다. 전류 i 를 구하라. 답> vR =16V 이므로 i = 4A

전원의 직/병렬연결 하나의 전원으로 표현한 등가회로 Example 2> 다음의 위의 회로 그림에서 v 와 i1을 구하라

문제풀이>

저항의 직렬/병렬 연결 저항의 직렬연결

저항의 직렬연결 Example 1> v2 가 8V 일 때 R1, R2를 구하라

저항의 직렬/병렬 연결 저항의 병렬연결 * G= 1/ R (컨덕터스. 단위 지멘스 (S))

저항의 병렬연결

저항의 병렬연결

저항의 병렬연결 Example 1> 위의 회로 그림에서 i1 – i4를 구하라, 전력은 어떻게 되는가?