기초전기 천안 정비연수원 - 전기:영국의 물리학자 :톰슨”발견 - 전기의 어원(elektrom→그리스어)

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1 기초전기 천안 정비연수원 - 전기:영국의 물리학자 :톰슨”발견 - 전기의 어원(elektrom→그리스어)
- 기본 전하량은 전하:하나의 전자가 운반하는 전하량. 천안 정비연수원

2 1.전기의 발생 1)물질의 구성 물 질 분 자 원 자 분자 : 기계적으로 더이상 쪼갤수 없는 최소 단위
물 질 분 자 원 자 - 물질의 특성 1.도체:자유전자가 잘 이동할 수 있는 물질 2.절연체:전자가 자신의 궤도에 있으려고 하는 원자로 구성된 물질로써 전기가 쉽게 흐르지 않는 특성 ※절연체는 전기를 측정하는 능력이 우수하므로 전하를 저장할 수 있다 3.도체와 절연체의 중간 특성을 나타내는 물질로 주로 원자가 4의 물질이 여기에 속한다 - 자유전자:원자사이를 자유롭게 움직이는 전자 - 기전력:건전지에서 끊임 없이 전류를 흐르게 하기 위한 전위차를 발생하고 있는 전압 - 전원:전지와 같이 기전력을 연속적으로 발생시켜 전류를 보낼 수 있는 장치(기기) - 부하:전기 에너지로서 소비하는 전원에 대해 “부하”라고 한다(ex:히터,전동기) 분자 : 기계적으로 더이상 쪼갤수 없는 최소 단위 원자 : 화학적으로 더이상 쪼갤수 없는 입자 (물질의 성질을 잃어버린 상태)

3 - 1.전기의 발생 2)원자의 구조 전자 + 전자궤도 핵 - 원자구성 요소
1.양자:최소량의(+) 전기를 가지며, 질량은 배에 해당. 중성자와 핵 구성 2.중성자: 양자와 거의 같은 질량. 전기적으로 중성이며 양자와 함께 핵을 구성 3.전자:최소량의(-)전기를 가지며 원자핵의 주위를 빛의 1/10정도의 속도로 운동한다 ※전자 1개의 전기량은 양자 1개의 전기량과 같다 ※전자는 빠른 속도로 원자주위의 궤도를 선회하므로 원심력이 발생하는데 이 원심력은 양자의 흡입력과 서로 평형을 이루고 있다

4 - 1.전기의 발생 3)자유전자의 이동 + 자유전자 핵 최외각 전자(자유전자)
- 마이너스 전하를 가진 자유전자는 플러스극으로 향하여 이동한다 →전기의 흐름 - 최외각전자(자유전자): 이동해야만 발생 할 수 있다. 전자궤도의 가장 외측에 있기때문에 원자핵의 구속력이 약하여 약한 에너지로 튀어나가 자유롭게 돌아 다닌다.

5 2.전 압 B A 양수펌프 ◆ 수압: A,B 2개 용기의 수위의 차이에 의해서 발생된 압력의 차이 (＝ 수위차 ) 수압
2.전 압 B A 양수펌프 수압 ※전위차: - 두개의 서로 다른 전하,즉 전자과잉상태에의 전하(음전하)와 전자 부족 상태의 전하(양전위) 금속선으로 연결하면 전자가 과잉된 부분(음극)으로 자유전자가 이동하면서 전기적인 일을 할 수 있게 된다 - 두개의 전하 각각 가지는 “일을 할 수 있는 능력”을 전위라 하고, 두 전하간의 “일을 할수 있는 능력의 차이”를 전위차 또는 전압 이라고 한다 ◆ 수압: A,B 2개 용기의 수위의 차이에 의해서 발생된 압력의 차이 (＝ 수위차 )

6 2.전 압 전 압 : A,B 2개 전극간의 전자 또는 전하량의 상대적인 불균형에 의해서 발생된
2.전 압 전자펌프 전 압 : A,B 2개 전극간의 전자 또는 전하량의 상대적인 불균형에 의해서 발생된 전기적인 압력의 차이 (＝ 전위차 ) 기전력 : 전극간의 전자(전하)의 농도차이를 만들어 전압을 발생시키는 힘 전 원 : 지속적인 기전력을 가지고 있어 전기 흐름의 원동력이 되는것 전압의 기호 : E(Electromotive Force) 전압의 단위 : V(Volt) 1 Volt = 저항 1(Ω)의 도체에 1(A)의 전류를 흐르게 할 수 있는 전압 ※기전력과 전원 - 발전기가 작동되지 않을 때에는 발전기 단자에 전압이 발생되지 않는다. 이는 자유전자가 코일속에 고루 분포되어 있어서 코일자체가 전기적으로 중성 상태이기 때문이다. 발전기 로우터가 회전하기 시작하면 자유 전자들은 음극(-)단자에 모이게 된다. 그러면 음극 단자 에는 양극단자에 비해 전자가 과잉 되어 전위차, 즉 전압이 발생된다 - 전압은 전하의 분리(양전하와 음전하)에 의해서 발생된다 - 전압은 전자를 전기 회로내에서 이동시켜,전류가 흐르도록 한다 따라서 전류를 전압이 존재 할 때만 흐른다 ◎전원은 비전기적인 에너지를 전기에너지로 변화시 킨다 →전하를 분리시키는 에너지로는 축전지를 화학적 에너지를, 발전기는 기계적인 에너지를 사용한다

7 3.전 류 1)전류의 흐름 전류의 흐름 전자의 이동 · 전압 12V BATT
3.전 류 1)전류의 흐름 전류의 흐름 전자의 이동 전압 12V BATT ※전류(electric current):미리 결정된 단면적을 통과하는 전하의 시간 변화율(자유전자의 이동) - 전류의 흐름:금속의 도체에서 전류는 음전하에 의해서 운반된다, 이전하는 전도체에 있는 자유전자이고, 금속내에서 원자구조에 약하게 연결 되어 있기 때문에 전기장에 쉽게 이용된다 - 전류가 흐르기 위해서는 폐회로가 구성되어야 한다 ※전류의 방향 - 회로가 닫히면 도체내의 모든 자유전자는 전원의 평형을 이루려고 하는 작용에 의해 동시에 이동하게 된다 - 자유전자는 도선을 따라 음극에서 양극으로 이동하고, 양극에 모인 전자는 전원의 음극으로 흐르다 ●전류는 양극에서 음극으로 흐른다 ●전자는 음극에서 양극으로 이동한다

8 3.전 류 3)전류의 3대 작용 2)전류의 단위와 크기 가)발열작용 : 도체 중의 저항에 전류가 흐르면 열이 발생된다.
3.전 류 2)전류의 단위와 크기 · 기 호 : I (Intensite : 불어) · 단 위 : A (Ampere) 1(A)는 어떤 도선의 단면에 1초 동안 1(C)의 전하가 통하였 을때 그 도선에는 1(A)의 전류가 흐른다고 한다. 3)전류의 3대 작용 가)발열작용 : 도체 중의 저항에 전류가 흐르면 열이 발생된다. ex) 전구, 시거라이터, 예열플러그 나)화학작용 : 전해액에 전류가 흐르면 화학 작용이 생긴다. ex) 밧데리, 전기도금 다)자기작용 : 전선이나 코일에 전류가 흐르면 그 주변에는 자기현상이 일어난다. ex) 전동기, 발전기,솔레노이드밸브 1 C = 6.24 × 의 전자수 18 ※전기회로 - 전류는 전원으로부터 부하를 거쳐 다시 전원으로 되돌아오는 길이 연속적으로 있을 경우에만 흐른다- - 단락:회로는 닫혀 있으나 저항이 거의 0Ω이되어 큰 전류가 흐르는 경우를 말한다. - 단선:회로가 끊어져 전류가 흐를수 없는 경우. ※전류밀도 - 소형전구에 흐르는 필라멘트 코일을 가열하여 빛나도록 한다. 똑 같은 전류가 흐르는데도 전구와 연결된 전선은 전혀 가열되지 않는다, 왜) 전류의 세기가 같은 상태에서 도선의 단면적이 큰부분과 단면적이 작은 부분에 단위 시간당 같은수의 전자가 통과하므로 도선의 단면적이 작은 부분에서는 전자가 고속으로 흐르게 되어 도선이 가열된다 ●도체는 전류밀도가 크면 클수록 더 많이 가열된다 ● - 도선의 절연이 과열되지 않고 소손의 위험을 없게 하기위해서는 전선이나 코일,변압기 또는 전동기 권선의 상시 전류밀도가 허용값을 초과하지 않도록 해야 한다 - 가는 전선을 굵은 전선과 비교할때, 단면적에 비해 표면적이 넓다. 표면적운 직경에 1차적으로 비례하여 증가하는 반면에 단면적은 직경의 제곱에 비례하여 증가하기 때문이다. 따라서 가는 전선은 굵은 전선에 비해 냉각이 잘되므로 일반적으로 단면적에 대한 허용 전류밀도는 굵은 전선에 비해 높다

9 3.1 전압 & 전류 측정 1)직렬연결 V 1.5V 1㏀ A V = (V) I = (A) ※전원의 직렬회로
1.직렬 접속은 한 전지의(+)극과 다른 전지의 (-)극을 접속시키는 방식 2.동일 전압의 셀을 2,3,4개를 직렬로 연결하면 양단의 전압은 셀 전압의 2,3,4배로 증가 한다 3.전자를 직렬로 연결하면 전압이 상승한다 4.전압이 서로 다른 셀 또는 축전지를 직렬로 연결 할 수 있다. 이러한 경우에는 반드시 전류의 세기가 서로 일치 해야 한다

10 3.1.전압 & 전류 측정 2)병렬연결 V A 1.5V V = (V) I = (A) 1㏀ ※전원의 병렬회로
1.병렬접속은 각 셀의(+)극은 (+)극 끼리 연결 접속 방식 2.병렬 접속 시에는 셀 전압이 반드시 서로 같아야 한다. 그렇지 않으면 전압이 높은 셀에서 전압이 낮은 셀로 전류가 흐르게 된다 3.전지를 병렬 접속시키면 총전압은 한 개의 셀 전압 그대로 변화가 없으나 전류의 세가 I는 각 셀 전류의 합과 같다 4.실제로 흐르는 전류는 외부저항(부하에 의한)에 크게 좌우된다, 따라서 셀이나 축전지를 병렬로 연결하는 주된 이유는 부하용량을 확보하기 위해서 이다 (부하용량:필요한 최대 전류를 셀의 손상 없이 얻을 수 있는 용량) V = (V) I = (A) 1㏀

11 4.저 항 1)저항이란? ※저항 - 자유전자가 도체의 원자 사이를 통과 이동해야만 전류가 흐르게 된다
4.저 항 1)저항이란? ※저항 - 자유전자가 도체의 원자 사이를 통과 이동해야만 전류가 흐르게 된다 - 원자들은 이동상태에서 정지해 있지 않고 정지 위치를 중심으로 항상 진동하고 있다 - 자유전자가 도체내를 이동 할 때는 이들 원자들의 진동에 의한 방해를 받게 된다 - 방해를 받는 정도는 전자수,원자구조,도체의 형상,온도에 따라 변화 도체내의 전류의 흐름을 방해하는 성질을 저항이라 하며 전압에 의해 전기 저항이 극복 될 때만 전류가 흐른다 ※저항이 0으로 근접한 회로는 단락회로라고 한다 (SHORT CIRCUIT) →단락회로는 전류의 흐름을 방해하지 않는다. ※저항이 ∞로 접근한 회로는 개방회로라고 한다(OPEN CIRCUIT)→이상적인 개방회로는 외부 전압에 관계없이 전류가 흐르지 않는다 ※개방회로의 이상화는 매우 큰 전압에서는 성립되지 않는다. 절연된 두개의 단자들 사이에 있는 절연재료는 높은 전압에서 와해된다. (만약 절연체가 공기라면 두개의 전도소자를 주위에서 이온화 된 미립자들이 아크 현상을 발생 시킬 수 있다. 전류의 펄스가 도전체들 사이의 틈을 순간적으로 점프한다 →SPARK PLUG

12 4.저 항 3)물질의 저항값을 결정하는 요소 2)저항의 기호와 단위 · 기 호 : R (Resistance)
4.저 항 2)저항의 기호와 단위 · 기 호 : R (Resistance) · 단 위 : Ω (Ohm) 1 Ω이란 도체의 양단의 1V의 전압을 인가 했을때 흐르는 전류가 1A 가 되는 경우의 저항값 3)물질의 저항값을 결정하는 요소 · 물 질 : 낮은 압력에서도 비교적 전자의 이동이 활발한 물질일수록 저항이 작다. · 길 이 : 길이가 길어질수록 전자의 이동 통로가 길어 지므로 저항이 증가한다. (비례) · 단면적 : 단면적이 커질수록 전자의 이동 통로가 커지므로 저항이 감소한다. (반비례) · 온 도 : 온도가 증가할수록 내부 입자들의 운동이 활발 하여 전자의 자유로운 이동을 방해하므로 저항이 증가한다. ※고유저항:재료 자체가 갖는 저항의 고유특성(절대온도 293K에서 길이 1m,단면적 ㎟인 도선의 저항을 기본) - 도전률:재료의 전류를 통하기 쉬운 정도 1 고유저항 EX) 구리는 알루미늄 보다 자유전자의 수가 더 많고 고유저항이 적어 도전율이 더 높다 ※저항 R일대 소모되는 전력 P=IV=I2=V2/R 전류에 제곱에 비례.전압의 곱에 비례

13 4.저 항 4)저항의 종류 및 판별 가)고정저항 ※생산자에 의해 저항값이 고정된 저항기
4.저 항 4)저항의 종류 및 판별 가)고정저항 ※생산자에 의해 저항값이 고정된 저항기 ※Ohm저항과 더불어 최대 전력소모(정격전력)이 규정된다 →정격 전력 초과시 과열되어 저항이 탈수있다 ※색띠는 보통저항기 본체의 어느 한쪽에 치우쳐 인쇄되고 치우쳐 있는 쪽부터 순서대로 판독한다

14 4.저 항 나)가변저항 a b ※ 기계적으로 조작하여 저항값을 변화 시킬 수 있는 저항기(탄소형,권선형,피막형) b a c c

15 4.저 항 다)기타 저항기 (1) 더미스터(Thermistor) 온도에 따라 저항값이 변하는 반도체 소자를 이용한 저항기
4.저 항 다)기타 저항기 (1) 더미스터(Thermistor) 온도에 따라 저항값이 변하는 반도체 소자를 이용한 저항기 (2) 광전도 소자(Photoconductive Cell) 저항(R) (특성곡선) 광도(LUX) 기 호 ※기타저항기: 비선형 저항기:물리량이 변화하면 자동적으로 저항값이 변화하는것) →대부분의 반도체 저항기 ※광전도 소자(Photo resistor):빛의 조사량에 따라 저항값이 변화하는 소자(저항기)

16 4.저 항 3)배리스터(Varistor) 민감한 소자나 계기들이 과전압에 노출되는 것을 막기 위한 전압 제한용 저항 소자
4.저 항 3)배리스터(Varistor) 민감한 소자나 계기들이 과전압에 노출되는 것을 막기 위한 전압 제한용 저항 소자 고정저항 전류(I) 배리스터 전압(V) ※배리스터:인가 전압에 따라 저항값이 변하는 소자, 배리스터의 저항은 전압이 낮을대 크고, 전압이 높을때 작다 ※ VDR(Voltage Dependent Resistor) ※백업 전원에 장착 파손시 별이상 없음 ※배리스터 구조 차단층 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ 반응시간은 30ms로 아주 짧다 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ※반도체 회로의 과전압 방지용 소자로 이용 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ (전압 안정화, 인덕턴스 차단시 전압 피크에 의한 접점 소손 방지 결정입자

17 4.1 저항실험 1)직렬연결 저항 R A - 12V BATT 저항 ① (A) ,저항 ② (A) ,저항 ③ (A)
가) 각각의 저항을 차례로 연결 했을 때의 회로에 흐르는 전류량은? 저항 ① (A) ,저항 ② (A) ,저항 ③ (A) 나) 회로의 저항이 커질수록 램프의 밝기는 어떻게 되는가? 다) 위 회로에서 알 수 있는 저항의 역할 또는 효과는? A 저항 R 12V BATT + - 저항 R ① (Ω) 저항 R ② (Ω) 저항 R ③ (Ω) 나) 전구의 밝기가 어두워진다 다)직렬회로에서 저항이 증가하면 전류는 감소한다

18 4.1 저항실험 2)병렬연결 A - 12V BATT 가) 각각의 저항을 차례로 연결 했을 때 회로에 흐르는 전류량은?
- R1만 인가시: (A), - R1 + R2 인가시 : (A) - R1 + R2 + R3 인가시 : (A) 나) 램프의 밝기는 어떻게 되는가? 다) 위 회로에서 알 수 있는 저항의 역할 또는 효과는? R1 R2 R3 A 12V BATT + - 저항 R ① (Ω) 저항 R ② (Ω) 저항 R ③ (Ω) 나) 병렬저항이 증가시 밝아진다 다) 병렬회로에서는 저항이 증가하면 전류도 증가 한다

19 R V I V = I×R I = V / R R = V / I V I R
5.옴의 법칙 A B R V I V = I×R I = V / R R = V / I V I R ※전압강하(Voltage Drop) - 저항 R을 통해 일정한 전류 I가 흐르기 위해서는 옴법칙에 다라 전압 V=IR이 필요하다 - 전류 I 와 저항R의 곱을 저항에서 전압강하라 한다 - 전류의 세기가 같을 경우 저항이 크면 클수록 전압 강하는 커진다 ※전압손실(Voltage Loss) - 부하 전류가 흐르면 도선에서는 전압 손실이 발생한다 - 전압손실은 이용할 수 없게 된 전압강하로서 대부분 도선의 저항이 그 원인이다 - 도선에서의 전압손실은 부하전압을 그 만큼 감소시키고 손실된 에너지는 도선에 열을 발생시킨다 ※전압과 전류는 비례한다 ※저항과 전류는 반비례한다 전압(v) 전압(v) 전류(mA) 전류(mA) 저항(Ω) 저항(Ω)

20 5.1 옴 법칙의 이해 1)전압과 전류는 비례한다 2)저항과 전류는 반비례한다 전압(V) 1.5 V 3 V 4.5 V 6 V
전류(mV) 저항(Ω) 33 Ω 전압(V) 1.5 V 전류(mV) 저항(Ω) 10 Ω 22 Ω 33 Ω 47 Ω

21 5.1 옴 법칙의 이해 A D M R1 R2 R3 B C E 12V BATT - R1 = 22 (Ω) R2 = 33 (Ω)
3)직렬회로 A D M R1 R2 R3 B C E H L 12V BATT + - R1 = (Ω) R2 = (Ω) R3 = (Ω)

22 5.1 옴 법칙의 이해 선택레인지 전류량 (A) H M L 선택레인지 측정부위 전압강하량(V) H M L
가) 각각의 레인지(L,M,H) 선택시 회로에 흐르는 전류량은 ? 나) 각각의 레인지(L,M,H) 선택시 모터 양단에 걸리는 전압 (전압강하량)은 ? 선택레인지 전류량 (A) H M L 선택레인지 측정부위 전압강하량(V) H M L

23 5.1 옴 법칙의 이해 4)병렬회로 실험 1) I I1 A B I2 - 12V BATT C D
가) 스위치 ON시 회로에 흐르는 전류량은? I = (A) I1 = (A) I2 = (A) 나) 스위치 ON 시 전압강하가 발생되는 부위와 그 값을 기록하시오. I1 C D I2 B A I 12V 5W 12V BATT + -

24 5.1 옴 법칙의 이해 R = 22 (Ω) I1 I A B I2 12V BATT - C R D 실험 2)
가) 스위치 ON시 회로에 흐르는 전류량은? I = (A) I1 = (A) I2 = (A) 나) 스위치 ON시 전압강하가 발생되는 부위와 그 값을 기록 하시오. I1 I A B 12V 5W I2 12V BATT + - C R 12V 5W R = (Ω) D

25 5.1 옴 법칙의 이해 I1 I A B I2 - 12V BATT C D 실험 3) 가) 스위치 ON시 회로에 흐르는 전류량은?
I = (A) I1 = (A) I2 = (A) 나) 스위치 ON 시 전압강하가 발생되는 부위와 그 값을 기록하시오. I1 I A B 12V BATT + - 12V 5W I2 C 12V 5W D

26 I = I₁+ I₂+ I₃ 6.키르히호프의 법칙 12V BATT 1)제1법칙 (전류분배 법칙) I A B I2 I3 I1 R1
※전류가 흐르기 위해서는 폐 회로가 구성되어야 한다 ※전류(전하)는 폐 회로에서는 손실되지 않는다(전하는 생성되지 않고 보존됨) ※어느 한 점에 흘러 들어오는 전류는 흘러 나가는 전류와 같다 ※직렬저항이 많을 수록 전류는 작아진다 병렬저항이 많을 수록 전류는 커진다 I = I₁+ I₂+ I₃

27 V = V₁ + V₂ + V₃ + V₄ 6.키르히호프의 법칙 2)제2법칙 (전압분배 법칙) 12V BATT B A C D V3
R1 B R2 A C D R3 V3 V4 V2 V1 E ※전압 분배법칙:임의의 폐회로 내에서 전압강하의 총합도 입력 전원 과 같다 ※전하가 회로에서 두점 사이를 이동하기 위해서는 약간의 일 또는 에너지가 필요하다 ※서로 다른 두점 사이의 전하의 이동과 관련된 단위 전하량 총일 → 전압(전압의 단위는 단위 당 에너지의 단위) ※KVL기초이론:전기 회로에서 에너지가 발생 또는 소멸되지 않는다 →소스와 관련된 모든 전압의 합은 부하 전압의 합과 같다 (소스:회로에 공급되는 에너지에 대한 전위) ※전원에 발생된 일은 전류의 흐름을 일정하게 유지하고 전기 에너지를 열과 빛의 에너지로 전환시키는 전구에서 소모되는 에너지와 같다 V = V₁ + V₂ + V₃ + V₄

28 6.1 키르히호프 법칙의 이해 1)제1법칙 (전류분배 법칙) I - 15V BATT R1 = 10 (Ω)
C A G D F E B I I1 I2 I3 15V BATT + - R1 = (Ω) R2 = (Ω) R3 = (Ω)

29 6.1 키르히호프 법칙의 이해 가) 위 회로는 저항의 ( ) 연결이다. 나) 위 회로에 흐르는 전체 전류 I는 (A)이다.
가) 위 회로는 저항의 ( ) 연결이다. 나) 위 회로에 흐르는 전체 전류 I는 (A)이다. 다) 각 단에 발생되는 전압 강하량과 전류량을 기록하시오. 라) 위 실험에서 얻게 된 결론은? 구 분 전 압 강 하 량 (V) 전 류 량 (A) A - C B - E C - F D - G 가)병렬 회로 라) 1.I=I1+I2+I3 2.저항이 많아지면 전류도 증가한다 3.전압 강하 없다 4.저항이 많아질수록 합성 저항 값은 작아진다

30 6.1 키르히호프 법칙의 이해 2)제2법칙 (전압분배 법칙) - 12V BATT R1 = 10 (Ω) R2 = 100 (Ω)
C D E 12V BATT + - R1 = (Ω) R2 = (Ω) R3 = (Ω) ※저항이 많아지면 전류는 감소한다

31 6.1 키르히호프 법칙의 이해 구 분 전 압 강 하 량 (V) 전 류 량 (A) 가) 위 회로는 저항의 ( ) 연결이다.
가) 위 회로는 저항의 ( ) 연결이다. 나) 위 회로에 흐르는 전체 전류 I는 (A)이다. 다) 각 단에 발생되는 전압 강하량과 전류량을 기록하시오. 라) 위 실험에서 얻게 된 결론은? 구 분 전 압 강 하 량 (V) 전 류 량 (A) A - B B - C C - D D - E 가)직렬 라) - 저항의 개수가 증가 할수록 전류는 감소한다. - 동일한 직렬회로는 도선의 어디를 측정해도 전류값은 동일. - 직렬저항의 양단에는 전압강하가 발생한다

32 7.콘 덴 서 1)콘덴서의 원리 2)콘덴서의 종류 ◆ 콘덴서 정전용량 C=Q/V ◆ 정전용량 단위 : F(Farad)
7.콘 덴 서 1)콘덴서의 원리 ◆ 콘덴서 정전용량 C=Q/V ◆ 정전용량 단위 : F(Farad) ㎌=10-6 F PF=10-6 ㎌ ◆ 정전용량은 전압에 비례 극판면적에 비례 절연도에 비례 극판거리에 반비례 한다 Q (전하량) 절연물 전압 (V) A B 극판면적 유전체 화학콘덴서 운모콘덴서 종이콘덴서 가변콘덴서 ※충전되는 동안은 회로에 전기가 흐르지 못한다. 콘덴서가 완충된 다음에는 콘덴서 뒤쪽 회로에는 전기가 흐르지 못한다 2)콘덴서의 종류

33 7.콘 덴 서 3)콘덴서의 시정수 시정수 = R X C X 0.63 R - C 12V BATT + V (전압) (63% )
7.콘 덴 서 3)콘덴서의 시정수 R C 12V BATT + - (63% ) 7.56V 12V T (시간) V (전압) 시정수 ※시정수 : 완충될때 까지 걸리는 시간 완충 : V×63% 완방전:37% 시정수 = R X C X 0.63

34 7.콘 덴 서 4)콘덴서의 실제 사용예 R - C R C - 가) 도어 열렸을때 나) 도어가 닫혔을때 A점 + 12V BATT
7.콘 덴 서 4)콘덴서의 실제 사용예 가) 도어 열렸을때 나) 도어가 닫혔을때 (V) (T) 12V ( A-B간 전압변화 ) C 룸램프 도어스위치 R A점 B점 12V BATT + - ( A-B간 전압변화 ) 12V (V) (T) C 룸램프 도어스위치 R A점 B점 12V BATT + - ※저항 R은 서서히 꺼지기 위해 설치

35 7.1 콘덴서 시정수 측정 - ◆ 출력파형을 그리고 실험결과를 기록하시오. R = 100 (Ω) C = 50V 3300 (㎌)
1)충전시 ◆ 출력파형을 그리고 실험결과를 기록하시오. R = (Ω) C = 50V (㎌) C R 12V BATT + - 15V 전압(V) T(시간) ※직렬 :시정수가 짧아진다 병렬 :시정수 길이가 길어진다

36 7.1 콘덴서 시정수 측정 2)방전시 - ◆ 출력파형을 그리고 실험결과를 기록하시오. R = 100 (Ω)
C R 12V BATT + - 15V R = (Ω) C = 50V (㎌) 전압(V) T(시간)

37 8.자석과 자력 1)자성체와 자력의 성질 2)자력선과 자장(자계) ◆ 자력선은 N극에서 나와 S극으로 들어간다.
◆ 자력선의 방향으로 자계의 방향이 나타난다. ◆ 자력선의 밀도 즉 자속 밀도로 자계의 세기를 나타낸다. ◆ 자력선은 상호간에 교차하지 않는다. ◆ 자력선은 같은 방향으로 향할때는 서로 반발한다 2)자력선과 자장(자계) ◆ 자력선 : 자력이 미치고 있는 가상선으로 비자성체를 통과 하는 성질이 있다 ◆ 자장(자계) : 자력이 미치는 공간 ※자석의 성질 - 자기작용이 강한 자석의 양끝을 자극이라 한다 - 자기작용이 자극에서 멀어질수록 감소하며, 양 자극의 중간지점에는 거의 존재하지 않는다 - 양 자극이 가지는 자기량은 같다 ※자극의 세기:자극의 자기량의 크기에 의한것[단위:Wb(웨버)] ※자기분자설:한 개의 자석은 수많은 분자자석으로 구성되었다

38 8.자석과 자력 3)자기유도 작용 N S N S ◆ 자석이 아닌 자성체 (철, 니켈, 텅스텐등)를 자석과
가까이하면 그 자성체도 자석이 된다. ◆ 자계내에 놓인 물체가 자기를 띠는 현상 N S 자성체 자석 N S ※자기유도 - 자석이 아니 물체에 자석의 영향으로 자석처럼 된것을 철편이 자기유도 작용에 의해 자화되었다고 한다 - 자석에 접근한 철편이 질서 정연하게 정렬된 상태 (자화되지 않은 상태) (자화된 상태) ※자화되지 않은 상태에서는 물질내의 분자들이 매우 불규칙하게 배열되어 분자 자석의 자력이 서로 상쇄되어 외부적으로 자석의 성질을 나타내지 않는다 ※물체를 자석에 가까이하면 자석의 힘에 의해 분자 자석이 바르게 배열되어 중간 부분에서는 N극과 S극이 상쇄되고 양끝에서만 N 극과 S극이 나타나게 된다 ※분자 자석들이 바르게 정렬된 다음에는 더 강한 자석을 가까이 하여도 철편의 자기를 더 이상 강하게 할 수 없다 →자화력을 증가 시켜도 더 이상 자기가 증가하지 않는 상태를 자기 포화라 한다 ※자화력을 완전히 제거하여도 철편에 자기가 남는 경우가 있는데 이를 전류자기라고 한다 N S N S

39 9.전기와 자기 1)전류가 만드는 자계 전류 철분 전지 도선
※전류의 자기작용(전자작용):도선에 전류가 흐르면 그 주의에 자장이 형성되는 형상

40 9.전기와 자기 2)코일(솔레노이드) 에서의 자계 ※코일: 철선을 고리 모양으로 감은것
솔레노이드:감은 형상이 직경보다 길이가 긴것 ※자기력:자력을 만드는 원동력이 되는것, 코일의 궝수가 많을 수록 흐르는 전류 I가 클수록 크다 ※코일속에 철심을 넣을대 자속밀도가 증가되는 원인은 강지성체인 철심내의 분자 자석들이 코일자장의 영향으로 코일의 자장과 같은 방향으로 정렬되기 때문이다. 철심내의 분자 자석들의 모두 코일의 자장과 같은 방향으로 정렬되면 즉, 철심이 자기적으로 포화되면 자장은 더 이상 강해지지 않는다. (철심이 자화될때 많은 자력선이 추가로 발생된다) ※오른쪽 엄지손가락의 법칙적용 : 엄지손가락(코일내부의 자력선 방향) 기타 손가락:전류방향

41 9.전기와 자기 3)렌쯔의 법칙 ◆ 임의의 회로에 흐르는 전류를 차단하면 원래 전기의 흐름 을 방해하는 방향으로 역전기가 생성된다. ◆ 코일속에 자석을 넣거나 뺄때 코일에 발생되는 전류는 자석의 운동을 방해하는 방향으로 자력선이 생길수 있게 흐른다.

42 9.전기와 자기 4)전자유도 작용 ◆ 도체와 자력선이 교차될때 도체에 기전력이 발생 되는 현상 ◆ 자석에 감긴 코일이
있을때 철편이 움직 여서 자기장의 세기 를변화시키면 코일에 전압이 발생한다. (유도기전력의 발생)

43 9.전기와 자기 5)크랭크각 센서의 응용

44 10.역 기전력(써지전압)의 발생 - + 12V BATT 전류흐름 방향 자속의 변화가 없다. N S C B E TR OFF
1)발생전 자속의 변화가 없다. N S C 12V BATT + - B 전류흐름 방향 E TR OFF ON 12V 0V TR : OFF TR : ON (V) (T)

45 10.역 기전력(써지전압)의 발생 - + 12V BATT 전류흐름 방향 역기전력(써지발생) 자속의 변화가 있다. B C E
2)발생시 자속의 변화가 있다. B 전류흐름 방향 C E TR ON OFF S N 12V BATT + - (V) TR : OFF 역기전력(써지발생) 12V TR : ON 0V (T)

46 10.역 기전력(써지전압)의 발생 3)역기전력 (유도전압) ◆ 역기전력 (유도전압)의 극성은 자속의 변화를 막는 방향
으로 전류를 흐르게 하는 방향이다 ◆ 유도효과는 코일에 흐르는 전류의 변화에 의한 것이고 유도된 전압은 코일을 흐르는 전류의 변화를 막는 작용 을 한다

47 10.1 렌쯔의 법칙 실험 1)자기유도작용에 의한 써지 전압의 발생 실험 1) ◆ 출력파형을 그리고 실험결과를 기록하시오. -
12V BATT + - T(시간) 전압(V) 5V 50ms TRIG NO Delay +2

48 10.1 렌쯔의 법칙 실험 실험 2) ◆ 출력파형을 그리고 실험결과를 기록하시오. 12V BATT + - 전압(V) T(시간)

49 10.1 렌쯔의 법칙 실험 2)전자기 유도에 의한 유도 기전력의 발생 ◆ 출력파형을 그리고 실험결과를 기록하시오. N S
도 체 전압(V) T(시간)

50 10.1 렌쯔의 법칙 실험 3)역기전력 측정 실험 1) 12V BATT + - 전압(V) T(시간)

51 10.1 렌쯔의 법칙 실험 실험 2) 12V BATT + - 전압(V) T(시간)

52 10.1 렌쯔의 법칙 실험 실험 3) 12V BATT + - 전압(V) T(시간)

53 10.1 렌쯔의 법칙 실험 실험 4) 12V BATT + - 100Ω 전압(V) T(시간)

54 11.쉴드(Shield)를 해야 하는 이유 1)쉴드를 했을때 쉴드선

55 11.쉴드(Shield)를 해야 하는 이유 2)쉴드를 하지 않았을 때

56 12.암전류 1)암 전류의 개념 ◆ 절연체도 큰 전류를 인가하면 전류가 흐른다. ◆ 배선 SHORT와는 구별된다.
◆ 점화 스위치 OFF 상태에서 보통 20mA 절연체 12V BATT + - ※직류회로에서 어느곳을 측정하든지 전류값은 동일하다. 그러나 “+”측에서 측정하면 쇼트때문에 하지 않는다

57 12.암전류 2)암전류 측정 방법 - A 가) 모든 전기장치를 OFF 하고 전도어를 닫는다. 나) 밧데리 터미날을 탈거한다.
나) 밧데리 터미날을 탈거한다. 다) 멀티메터를 전류 측정 레인지에 놓고 멀티메터(-)를 밧데리 (-)터미날에 대고 멀티메터(+)를 밧데리 (-) 케이블에 연결한다. 라) 측정치를 읽는다. ※ 멀티메터 측정 레인지를 처음에 10A에 선택하여 측정하고 측정값이 작거나 측정되지 않을때 400mA 레인지에 놓고 재측정 한다.(과전류로 인한 멀티메터 손상 방지) A 12V BATT + -

58 12.1 암전류 측정 A

59 12.2 차종별 암전류

60 13.주파수 & 듀티 ◆ 주파수 : 1초에 발생된 총주기의 횟수 ◆ 듀 티 : 한 주기에서 전압이 나온 시간이 차지하는 비율
◆ 듀 티 : 한 주기에서 전압이 나온 시간이 차지하는 비율 (듀티율 = ON 시간 / 주기 × 100)% ON OFF 1주기

61 14.전기회로의 분석 1)1단계(기초회로) M 12V BATT + -

62 14.전기회로의 분석 2)2단계 (헤드램프 회로/에어로타운)

63 14.전기회로의 분석 3)3단계 (와이퍼 회로/슈퍼트럭)

64 14.전기회로의 분석 4)4단계 (FATC/슈퍼트럭) (D8AX ONLY)