1. 전력 P = I V = V2 / R = I R2 [W] [1] 전력(P)

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1 1. 전력 P = I V = V2 / R = I R2 [W] [1] 전력(P)
- 단위 시간(1초) 동안에 전기가 하는 일의 양 기호 : P 단위 : 와트(watt), [W] - 단위 : 대 전력이 요구되는 전동기나 기계엔진 등에는 마력 [HP] 1[HP] = 746[W] - 1[W]는 1[V]의 전압을 가하여 1[A]의 전류가 1[sec] 동안 흘러 1[J]의 일을 함. P = I V = V2 / R = I R2 [W]

2 [2] 전력량 일정시간 동안 전기가 하는 일의 양, 즉 일정 시간 동안 공급되는 전기 에너지 기호 : W
단위 [J] 또는 [Wh] 또는 [kWh] Wh(전력량) = P(전력) x t(시간) = V x I x t [Wh] ( t : 시간 ) W(전력량) = P(전력) x t(초) = 3600 [J] (시간을 초로 환산) Ex) 가정용 백열전등에 100[V]의 전압을 가하였더니 50[W]의 전력을 소비했 다. 이 전등의 저항은? 풀이 : V = 100[V], P = 50[W] , 저항 = ? 전압, 전력, 저항과의 관계식 P = V2/R , 50[W] = 10000/R R= 200[Ω]

3 2. 열 작용 [1] 줄의 법칙 도체에 일정 시간 동안 전류를 흘리면 도체에 열이 발생되는데 이때 발생
도체에 일정 시간 동안 전류를 흘리면 도체에 열이 발생되는데 이때 발생 하는 열량은 도선의 저항과 전류의 제곱 및 흐른 시간에 비례한다. 1 [J] = 0.24 [cal] 열량 (H) H = P t = I2 Rt [J] = 0.24 I2 Rt [cal]

4 3. 축전지 및 전지의 접속 [1] 전지 : 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치 1차 전지 일반건전지
[1] 전지 : 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치 1차 전지 일반건전지 한번 방전하면 다시 사용할 수 없는 전지 탄소막대를 (+) 극, 아연 통을(-)극으로 하여 그 사이에 이산화망간 (MnO2)과 염화암모늄(NH4Cl)등을 넣는다. 2차 전지 자동차 등에 쓰이는 축전지 충전하여 몇 번이고 계속 사용 납 축전지가 가장 많이 사용된다.

5 [2] 전지의 접속 전지의 직렬접속 r : 전지의 내부저항 E : 기전력 전지의 병렬 접속

6 4. 교류회로 교류 회로의 해석( 파형, 주기, 주파수, 위상) [1] 사인파의 교류
교류는 크기와 방향이 시간의 흐름에 따라 변함 사인파를 교류 신호의 기본파로 사용 교번하므로 (+) 방향의 파형 크기와 (-)방향의 파형의 크기는 같고 평균은 0”이다. 교류를 나타내는 여러 가지 파형

7 ※ 주파수(f) , 주기 (T), 파장 1 사이클(Cycle) : 파형이 한번 변화하여 처음 상태로 되돌아 간 상태 주기(T) : 1 사이클이 되기까지 필요한 시간, 단위 : [sec] 주파수 (f) : 1초 동안 반복되는 사이클의 수 , 단위 : [Hz] 파장 (λ) : 1 사이클이 만들어지면서 진행한 거리, 단위 : [m] 주파수와 주기와의 관계식 전력용 교류 주파수 : 60[Hz](우리나라 상용주파수), 50[Hz] 주파수, 파장, 속도와의 관계

8 ※ 주파수(f) , 주기 (T), 파장(λ) 1 사이클(Cycle) : 파형이 한번 변화하여 처음 상태로 되돌아 간 상태 주기(T) : 1 사이클이 되기까지 필요한 시간, 단위 : [sec] 주파수 (f) : 1초 동안 반복되는 사이클의 수 , 단위 : [Hz] 파장 (λ) : 1 사이클이 만들어지면서 진행한 거리, 단위 : [m] 주파수와 주기와의 관계식 전력용 교류 주파수 : 60[Hz](우리나라 상용주파수), 50[Hz] 주파수, 파장, 속도와의 관계

9 1. 파장이 2[km]인 경우 이 파형의 주파수는 얼마인가?
2. 전송선로를 전파하는 신호의 속도가 v[m/s]이고, 신호 주파수가 f[Hz]일 때 이 신호파의 파장은? 3. 광통신에 사용되는 빛의 파장이 1.3[μm] 일때 이 빛의 주파수는 얼마인가?

10 ※ 라디안, 각과 각속도 각도의 크기를 나타내는 단위법 : 도수법, 호도법 도수법 : 각도의 단위 : 도 호도법 각도의 단위 : 라디안 [rad] 1 라디안(radian) : 호의 길이와 반지름(r)이 같을 때의 중심각 반원의 중심각 : 180도, 반원의 호의 길이 : 각도와 라디안 사이의 관계식

11 ※ 각속도(ω : 오메가) = 각 주파수 회전체가 1초 동안에 회전한 각도 단위 : [rad /sec] 1회전 할 경우 회전각은 1회전 할 경우 걸린 시간은 1주기 각속도와 회전각과 시간과의 관계

12 Ex ) f = 60 [Hz], Vm = 100 [V]일 때 각주파수 ω [rad/s]와 발생
전압 V[V]를 구하라.

13 교류 전압과 교류 전류 정현파로 표현 정현파: 일정한 간격으로 반복되는 주기형태의 파형 정현파 값은 순시치, 첨두치 대 첨두치(peak to peak), 실효 및 평균치로 표현 순시치(순시값) 시간에 대한 각 점에서의 전압(전류)값 순시값은 소문자로 표현 : 순시 전압( ) , 순시 전류( )

14 최대값(첨두치 : ) 0을 기준으로 양의 최대 값 또는 음의 최대 값 정현파의 진폭(Amplitude) 피크-피크값(VP-P, IP-P ) 양의 최대값에서 음의 최대값까지 값 첨두치의 2배 실효치 (RMS : root mean square) 220V는 실효치이다. 교류전압을 직류전압으로 바꾼 값 교류 전압의 실효치 :

15 평균값( ) 한 주기를 평균할 경우는 양의 값과 음의 값이 같기 때문에 평균 값은 “0” 이 된다. 반 주기에 대한 평균 값을 교류에서의 평균 값이다. 위상(Phase) 또는 위상각 정현파의 위치를 나타나는 각도 주파수가 동일한 2개 이상의 교류가 존재할 때 상호간의 각도의 차 위상각은 각속도(θ)로 표현함 θ=ωt

16 위상차 2개 이상의 교류 사이에서 발생하는 위상의 차 상차각(상차 : 2개 교류의 위상의 차이)

17 위상차

18 Ex ) 인 전압과 인 전류의 파형에서 그 상차를 구하여라.
따라서 V가 I 보다 만큼 위상이 앞선다.

19

20 ※ 파형률과 파고률 ※ 역률 교류 전력에서의 유효 전력(소비전력) : 부하에서 실제 소비 되는 전력 교류 전력에서의 무효 전력 : 전기에너지와 다른 형태로 이용되는 전력 교류에서의 피상 전력 : 전원에서 공급되는 전력 역률(유효 역률) :

21 2. RLC 기본 회로 [1] RLC 회로 (1) 저항회로 저항만을 갖는 회로에 실효값이 V[V]인 사인파 교류전압을 가할 때, 전 전압과 전류는 동위상이다. 전압과 전류의 관계 : 사인파 교류에서의 실효값은 옴의 법칙이 성립

22 (3) 정전용량(컨덕턴스) 회로 정전용량이 C [F]인 회로에 의 정현파 전압을 인가할 때 흐르는 전류 , 콘덴서에 축적되는 전하 q라 하면 전류는 전압보다 만큼 위상이 앞선다. 전압과 전류의 관계 용량 리액턴스( XC) : 전류의 위상이 전압보다 90° 앞선다.

23 [2] RLC 직렬회로 (1) RL 직렬회로 저항 R[Ω]과 L[H]를 직렬로 연결하고 의 전류가 흐를 때, 전류(I) 에 의하여 저항 (R)과 인덕턴스(L)에 생기는 전압강하를 하면 임피던스 (Z) : 교류에서 전류의 흐름을 방해하는 R,L,C의 벡터적인 합

24 [2] RLC 직렬회로 (2) RC 직렬회로 저항 R[Ω]과 정전용량 C[F]의 콘덴서가 직렬로 연결된 회로에 의 전류가 흐를때, 전류(I) 에 의하여 저항(R)과 콘덴서 (C)에서의 전압 강하를 일때 임피던스(Z) :

25 (3) RLC 직렬회로 RLC 직렬회로에 의 전류가 흐를 때, 각 소자 양단의 전압 강하를 라고 하면 임피던스는 Z는 , 단위는 옴 [Ω]이다.