충남대학교 컴퓨터공학과 남병규 교수님의 "전자회로" 강의를 필기한 내용입니다.

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전압원, 전류원

  • 전압원 전류원 둘다 전력을 공급한다 - 전압원이라고 전압만 공급하는건 아니다 이말이다
  • 전압원은 전압을 일정하게 공급하는 장치이고
  • 전류원은 전류를 일정하게 공급하는 장치다

이상적인 전압원

  • 부하에 걸리는 전류가 변화해도 일정한 전압을 걸어줌
  • 즉, 전류를 많이 잡아먹는놈이 들어와도 전압이 일정하게 유지됨
  • 그리고 내부저항도 없음
  • 물탱크 생각하면 이해하기 쉬움

실제 전압원

  • 실제 전압원은 이상적인 전압원보다 적은 전압을 제공한다 - 전압원의 내부 물리적, 화학적 구성에 의해 저항(내부저항)이 생기기 때문
  • 그리고 이상적인 전압원과는 다르게 전류를 갑자기 많이먹으면 전압이 변한다
  • 전압이 떨어지는것을 표현하기 위해 작은 저항이 직렬 로 연결되어 있는것으로 회로도를 그린다

이상적인 전류원

  • 마찬가지로 부하에 걸리는 전압이 달라져도 항상 일정한 전류를 공급한다
  • 내부저항도 없다
  • 트랜지스터가 전류원의 역할을 해준다

실제 전류원

  • 실제 전류원도 마찬가지로 내부저항이 존재해서 전류가 좀 떨어짐
  • 전류가 떨어지는 것을 표현하기 위해 큰 저항이 병렬 로 연결되어 있는것으로 표현한다
  • 저항값이 커야되는 이유는 이 저항값이 커야 나머지 하나의 병렬 가지에 걸리는 전류의 값이 적게 강하되기 때문

Thevnin Theorem

  • 테브난 등가회로
  • 전압원을 단순화하는 회로이다 - 같은 역할을 하지만 더 단순하게 표현할 수 있게 해준다
  • Vth(테브난 등가 전압원) : 전압을 제공하는 복잡한 회로를 그냥 하나의 전압원으로 하나로 퉁친 것
  • Rth(테브난 등가 저항) : 전압원에 존재하는 여러개의 저항을 하나의 저항으로 퉁치는 것
  • 마치 추상화마냥 복잡한거는 다 빼고 그래서 총 전압은 얼마고 저항을 얼마인지 결과만 보는 것이다
  • 얘는 전압원 하나와 직렬연결된 저항 하나로 단순화된다

Thevnin 등가 전압 구하기

  1. 외부회로를 떼어낸다
  2. 떼어냄으로써 전류가 흐르지 않는 부분의 저항도 다 없다고 생각하고 쇼트시킨다
  3. 외부로 출력되는 지점이랑 연결된 저항의 양단의 전압을 구하면 그게 Thevnin 등가 전압이다

Thevnin 등가 저항 구하기

  1. 마찬가지로 외부회로를 떼어낸다
  2. 이번에는 전류가 흐르지 않는 부분의 저항을 쇼트시키는게 아니고 전압원을 쇼트시킨다
  3. 외부로 출력되는 양단을 임의의 전압원의 양단이라고 생각하고 저항을 구하면 그게 Thevnin 등가 저항이다

예제

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Norton Theorem

  • 마찬가지로 전류원과 내부저항을 Norton 전류원과 Norton 저항으로 퉁치는 것
  • In : 노턴 등가 전류
  • Rn : 노턴 등가 저항
  • 얘는 전류원 하나와 병렬연결된 저항 하나로 단순화된다

Norton 등가 전류 구하기

  1. 외부 부하를 쇼트시키고
  2. 외부부하쪽으로 흐르는 전류 구해주면 된다

Norton 등가 저항 구하기

  1. 얜 그냥 테브난이랑 똑같던데?
  2. 걍 전원 쇼트시키고 외부부하기준으로 저항 구해주면 된다

테브난 회로를 이용해 노턴회로구하기

  • 보면 결국에는 저항의 위치하고 전원종류만 바뀔 뿐 같은 회로이다
  • 따라서 테브난에서 외부 쇼트시키고 전류구하면 그게 노턴전류고 여기서 저항위치만 바꿔주면 노턴이 된다
  • 반대로 노턴에서 올때는 저항 양단전압이랑 외부송출전압이랑 같으니까 여기 전압 구해주고 저항위치 바꿔주면 됨
    • 테브난/노턴은 전압원, 전류원 구분하지 않는다
    • 전압원이라고해서 테브난으로만 바꿀 수 있는게 아니고 전류원이라고 해서 노텉으로만 바꿀 수 있는건 아니다