1장 전기 (Electricity) 전기 저항과 옴의 법칙 직렬 및 병렬 결합 전원 전력 종속 전원 Uiduk University 정보통신공학부

1.1 전기 전기 핵의 구속력에서 벗어난 전자 ◆ 동전기 도체 내의 전하 운동 ◆ 정전기 ◆ 자유 전자 전류의 전도에 기여 ◆ 동전기 도체 내의 전하 운동 ◆ 정전기 절연 물질의 마찰에 의한 전기 ◆ 자유 전자 핵의 구속력에서 벗어난 전자 전류의 전도에 기여 Uiduk University 정보통신공학부 그림 1-1

전장의 세기와 방향을 표시. ◆ 정전 유도 대전체와 가까운 도체의 표면에 ◆ 정전 흡인력 ◆ 쿨롱의 법칙 ◆ 전기력선 반대 극성이 유도 ◆ 정전 유도 대전체와 가까운 도체의 표면에 전하가 유도되는 현상 ◆ 정전 흡인력 대전체와 도체 사이의 인력 ◆ 쿨롱의 법칙 ◆ 전기력선 전장의 세기와 방향을 표시. 같은 극성의 전하 사이는 척력, 다른 전하 사이는 인력. 그림 1-2 그림 1-3 인력 척력 Uiduk University 정보통신공학부

◆ 뇌운 상층부는 양전하 ◆ 뇌운 하층부는 음전하 지표에는 양전하 유도 ◆ 낙뢰 전압 그림 1-4 ◆ 뇌운 상층부는 양전하 ◆ 뇌운 하층부는 음전하 지표에는 양전하 유도 ◆ 낙뢰 전압 그림 1-4 Uiduk University 정보통신공학부

전압과 전류 ◆ 전압 기압, 혈압, 수압과 유사 ◆ 전류 전압에 의한 전하의 흐름 그림 1-5 Uiduk University ◆ 전압 기압, 혈압, 수압과 유사 ◆ 전류 전압에 의한 전하의 흐름 Uiduk University 정보통신공학부 그림 1-5

◆ 중력장 ◆ 전장 ◆ 중력장과 전장의 상사 그림 1-6 Uiduk University 정보통신공학부

자유 전자가 거의 없는 물체 ◆ 전압 ◆ 전류 ◆ 도체 ◆ 부도체 자유 전자가 풍부한 물체 그림 1-7 ◆ 전압 ◆ 전류 ◆ 도체 자유 전자가 풍부한 물체 ◆ 부도체 자유 전자가 거의 없는 물체 그림 1-7 Uiduk University 정보통신공학부

1.2 저항과 옴의 법칙 옴의 법칙 그림 1-8 저항 그림 1-9 Uiduk University 정보통신공학부

그림 1-10 표 1-1 색상 첫째 자리 A 둘째 자리 B 승수 C 오차 D 흑색 1  갈색 10 ±1 % 적색 2 100 1  갈색 10 ±1 % 적색 2 100 ±2 % 등색 3 1,000 ±3 % 황색 4 10,000 ±4 % 녹색 5 100,000 청색 6 1,000,000 자색 7 10,000,000 회색 8 백색 9 금색 0.1 ±5 % 은색 0.01 ±10 % 무색 ±20 % 그림 1-10 표 1-1 Uiduk University 정보통신공학부

전위차계 그림 1-12 그림 1-11 가감 저항기 그림 1-13 Uiduk University 정보통신공학부

1.3 직렬 및 병렬 결합 직렬 결합 ◆ 직렬 결합 그림 1-14 전류가 같도록 결합된 형태 Uiduk University ◆ 직렬 결합 전류가 같도록 결합된 형태 Uiduk University 정보통신공학부

전압 분배 그림 1-16 ◆ 전압 분배 전압은 저항에 비례하여 분배된다. Uiduk University 정보통신공학부

병렬 결합 ◆ 병렬 결합 ◆ 컨덕턴스 그림 1-18 전압이 같도록 결합된 형태 저항의 역으로 단위는 지멘스 [S] ◆ 병렬 결합 전압이 같도록 결합된 형태 ◆ 컨덕턴스 저항의 역으로 단위는 지멘스 [S] Uiduk University 정보통신공학부

전류 분배 ◆ 전류 분배 전류는 저항에 반비례(컨덕턴스에 비례) 하여 분배된다. 그림 1-20 Uiduk University ◆ 전류 분배 전류는 저항에 반비례(컨덕턴스에 비례) 하여 분배된다. 그림 1-20 Uiduk University 정보통신공학부

단락과 개방 ◆ 단락(short) ◆ 개방(open) R=∞ R=0 전류는 존재하나 전압은 0 전압은 존재하나 전류는 0 그림 1-23 Uiduk University 정보통신공학부 그림 1-22

1.4 전원 전류를 위주로 한 전기 에너지 생산 ◆ 전원(source) ◆ 전압원(voltage source) 그림 1-24 ◆ 전원(source) 전기를 생산하는 에너지원 예) 전지, 발전소 교류 전원 ◆ 전압원(voltage source) 전압을 위주로 한 전기 에너지 생산. 실제 전원은 대부분 전압원이다. 정전압(직류 전압): 크기가 일정한 전압 ◆ 전류원(current source) 전류를 위주로 한 전기 에너지 생산 정전유(직류 전류): 크기가 일정한 전류 Uiduk University 정보통신공학부

전압원 ◆ 이상적인 전압원 ◆ 전압원 차단 ◆ 이상적인 전압원은 불가능하다 양단 전압은 부하의 영향을 받지 않는다. ◆ 이상적인 전압원 양단 전압은 부하의 영향을 받지 않는다. 전류는 무제한 공급해 줄 수 있어야 한다. ◆ 전압원 차단 단락 회로와 같다. ◆ 이상적인 전압원은 불가능하다 부하가 단락될 때 전류가 무한대가 되므로 그림 1-25 그림 1-26 Uiduk University 정보통신공학부

◆ 실제적인 전압원 전원 저항(내부 저항)이 포함되어 있다. 부하가 단락되어도 전류는 유한하다. 그림 1-27 그림 1-28 ◆ 실제적인 전압원 전원 저항(내부 저항)이 포함되어 있다. 부하가 단락되어도 전류는 유한하다. 그림 1-27 그림 1-28 Uiduk University 정보통신공학부

전류원 ◆ 이상적인 전류원 ◆ 전류원 차단 ◆ 이상적인 전류원은 불가능하다 양단 전류는 부하의 영향을 받지 않는다. ◆ 이상적인 전류원 양단 전류는 부하의 영향을 받지 않는다. 전압을 무제한 공급해 줄 수 있어야 한다. ◆ 전류원 차단 개방 회로와 같다. ◆ 이상적인 전류원은 불가능하다 부하가 개방될 때 전압이 무한대가 되므로 그림 1-30 그림 1-29 Uiduk University 정보통신공학부

◆ 실제적인 전류원 그림 1-31 전원 저항(내부 저항)이 포함되어 있다. 부하가 개방되어도 양단 전압은 유한하다. ◆ 실제적인 전류원 전원 저항(내부 저항)이 포함되어 있다. 부하가 개방되어도 양단 전압은 유한하다. Uiduk University 정보통신공학부

전원의 결합 병렬로 결합된 전류원의 전체 전류는 ◆ 전압원의 결합 ◆ 전류원의 결합 직렬로 결합된 전압원의 전체 전압은 ◆ 전압원의 결합 직렬로 결합된 전압원의 전체 전압은 각 전압원 전압의 대수적인 합이다. ◆ 전류원의 결합 병렬로 결합된 전류원의 전체 전류는 각 전류원 전류의 대수적인 합이다. 그림 1-32 그림 1-33 Uiduk University 정보통신공학부

접지(ground) 기준 전위(0 V)로 하는 마디를 대지와 접속 ◆ 전위차(전기적인 위치 에너지 차) ◆ 접지 그림 1-38 ◆ 전위차(전기적인 위치 에너지 차) 공간상의 위치 에너지나 전기적인 위치 에너지는 절대적으로 정의할 수 없고 상대적으로만 정의된다. ◆ 접지 기준 전위(0 V)로 하는 마디를 대지와 접속 Uiduk University 정보통신공학부

그림 1-39 Uiduk University 정보통신공학부

1.5 전력 전력을 소비하는 수동 소자(저항)의 ◆ 전력 ◆ 수동부호 규정 ◆ 능동 소자 단위 시간당 한 일의 양 ◆ 전력 단위 시간당 한 일의 양 ◆ 수동부호 규정 전력을 소비하는 수동 소자(저항)의 전압과 전류 부호 관계 ◆ 능동 소자 전력을 생산하는 소자 예) 전원, 트랜지스터 그림 1-40 그림 1-41 Uiduk University 정보통신공학부 수동 소자 능동 소자

1.6 종속 전원 내부 저항(전원 저항)이 포함된다. ◆ 종속 전원 ◆ 실제 종속 전원 ◆ 종속 전원 회로의 다른 변수에 의해 제어되는 전원. 예)능동 소자인 트랜지스터, FET, 연산 증폭기 ◆ 실제 종속 전원 내부 저항(전원 저항)이 포함된다. 그림 1-44 종속 전압원 종속 전류원 그림 1-45 Uiduk University 정보통신공학부

쌍극성 트랜지스터(BJT) 전계효과 트랜지스터(FET) 그림 1-46 연산 증폭기 Uiduk University 정보통신공학부