Gustav Robert Kirchhoff

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1 Gustav Robert Kirchhoff
제 2 장 회로 법칙(circuit Law) 2.1 키르히호프(Kirchhoff)의 법칙 2.2 루프 전류법과 마디 전압법 2.3 전원 변환 2.4 중첩의 원리 2.5 테브닌/노턴 등가회로 2.6 최대 전력전달 Gustav Robert Kirchhoff 2007년 1학기 전기전자공학개론

2 키르히호프(Kirchhoff)의 전압법칙(KVL)
전압과 전류는 회로 내에서 일정한 법칙에 따라 분배된다. 키르히호프 전압법칙(Kirchhoff’s voltage law) 닫힌 회로(루프)를 일주하며 전압의 상승량은 전압의 강하량과 일치한다 전압원이 전압을 상승시킨다. 저항 등 회로소자는 전압을 강하시킨다 KVL은 루프 전류를 변수로 사용한다. G=0V 전원 V s 1 저항 R 2 3 R 2 1 I G A B C 3 V s + - 4 예제] Vs=10V,R1=1kW, R2=2kW, R3=3kW, R4=4kW 일 때 KVL을 사용하여 루프전류 i1,i2를 구하여라 2007년 1학기 전기전자공학개론

3 키르히호프(Kirchhoff)의 전류법칙(KCL)
키르히호프 전류법칙(Kirchhoff’s current law) 회로내의 한 연결점(마디:node)으로 유입되는 전류와 유출되는 전류의 총합은 0 이다. 마디로 유입되는 전류를 +, 유출되는 전류를 –로 규정 하며 오른쪽 그림의 경우 I1+I2-I3+I4…-In=0 회로내의 모든 마디는 다수의 전류가 유입/유출되더라도 한가지 값의 전위만을 갖는다 KCL은 마디전압을 변수로 사용 한다. 아래의 예에서 V1=12V, V2=8V, R1=5W, R2=2W, R3=4W,일 때 KCL을 사용하여 마디전압 VA를 구하여라 Ref. v A B V 1 R 2 3 i + - 2007년 1학기 전기전자공학개론

4 마디수? …(topological graph)
다음 회로의 마디수는? 회로도 내에서 소자의 연결 없이 도선으로만 연결된 마디들은 하나의 마디로 간주하여야 한다. 2007년 1학기 전기전자공학개론

5 루프 전류법 KVL을 사용하여 얻은 방정식을 행렬과 벡터를 사용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다. 루프가 세 개인 회로의 예
2007년 1학기 전기전자공학개론

6 마디 전압법 KCL을 사용하여 얻은 방정식을 행렬과 벡터를 사용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
컨덕턴스G=1/R(저항의 역수) KCL을 사용하여 얻은 방정식을 행렬과 벡터를 사용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다. 컨덕턴스G=1/R(저항의 역수) 2007년 1학기 전기전자공학개론

7 전원변환 좌측은 전압원, 우측은 전류원 등가전원 : 단자 a-b에 동일한 부하저항을 연결할 때 동일한 전기적 특성을 갖는 전원
두 가지 극단적인 경우(단락과 개방)에 동일한 특성을 보이면 등가 2007년 1학기 전기전자공학개론

8 전원변환 사례 2007년 1학기 전기전자공학개론

9 중첩의 원리 여러 개의 전원을 포함한 회로에서의 출력은 각 전원에 대한 출력을 따로 구하여 이들을 합함으로서 구할 수 있다 선형시스템에 적용 가능 다수의 전원을 갖는 경우 하나의 전원만 작동 나머지 전압원은 단락 나머지 전류원은 개방 각 경우 부하에 흐르는 전류를 총합 V 1 =12V R 2 3 + - 1k Ω 2k I = + R 1 2 3 + - V =6V 1k Ω 2k I … = + 2007년 1학기 전기전자공학개론

10 테브닌&노턴 등가회로 비교적 복잡한 회로를 작동성능은 동일하며 회로상 간단한 형태로 변환시키는 기법 테브닌 등가회로
어떤 시스템 전체를 원하는 단자(시스템의 출력단자)에 대해 회로상 등가인 간단한 회로(등가회로)로 바꾸는 작업 테브닌 등가회로 노턴 등가회로 v T a b R + - a b i sh R T 테브닌 등가회로 전원과 저항으로 구성된 임의의 회로를 하나의 전압원과 하나의 저항이 직렬로 연결된 회로로 등가화 VT(테브닌 전압)=Vop(단자a,b가 개방되었을 때의 전압) ish=단자 a,b가 단락일 때 흐르는 전류 RT(테브닌 등가저항)= Vop / ish 2007년 1학기 전기전자공학개론

11 테브닌&노턴 등가회로 노턴 등가회로 전원변환
전원과 저항으로 구성된 임의의 회로를 하나의 전압원과 하나의 저항이 병렬로 연결된 회로로 등가화 VT(노턴 전압)=Vop(단자a,b가 개방되었을 때의 전압) ish=단자 a,b가 단락일 때 흐르는 전류 RT(노턴 등가저항)= Vop / ish 전원변환 테브닌 등가회로와 노턴 등가회로는 동일한 전원의 두가지 표현방법 실제적인 전압원과 실제적인 전류원은 서로 등가적으로 환산 가능 2007년 1학기 전기전자공학개론

12 테브닌&노턴 등가회로 예제 실제회로 출력단 개방 출력단 단락 테브닌 등가회로 노턴 등가회로 RT(등가저항)= Vop / ish
개방전압 Vop 출력단 단락 단락전류 ish 테브닌 등가회로 노턴 등가회로 RT(등가저항)= Vop / ish 2007년 1학기 전기전자공학개론

13 최대 전력전달 부하는 전원으로부터 전압과 전류를 공급 받는다 부하전압과 부하전류는 부하의 크기에 따라 변한다.
부하에 전달되는 전력 P=VL.iL 전원의 내부저항과 부하저항의 크기가 같을 때 최대 전력송출이 이루어진다. 2007년 1학기 전기전자공학개론

14 리포트 홈페이지에 게시된 2장 연습문제를 풀어 제출하시오 제출기한 : 다음주 수업시간 직전 2007년 1학기 전기전자공학개론