전기 회로 이론

목차

1. 회로이론의 기초
　(1) 물질의 전기적 성질
　(2) 전하와 전류
　(3) 전위와 전압
　(4) 전력 및 전력량
　(5) 옴의 법칙
　(6) 줄의 법칙
　(7) 키르호프의 법칙 : 선형, 비선형, 시불변, 시변에 관계없이 항상 성립

2. 기본 회로 소자
　(1) 수동소자
　(2) 능동소자

3. 정현파교류
　1. 직류와 교류
　2. 주파수와 주기

4. 기본교류회로

5. 교류전력

6. 결합회로

7. 회로망

8. 다상교류

본문내용

해 쇄교자속수의 시간적 변화에 따른 전압 가 유기된다. 이 때 두 회로는 유도적으로 결합되었다고 말한다.
상호 인덕턴스
(1) A 코일 - 1차 코일, B 코일 개방
에 의해 1차 코일 A에 발생하는 총자속 -
2차 코일과 쇄교하는 자속을 상호자속 -
쇄교하지 않는 자속을 누설자속 -
에 의한 코일 A, B에서의 자속쇄교수 - ,
각 코일의 권수 - ,
주위 매질의 투자율이 일정한 경우 , 는 1차측 전류 에 비례관계
비례 상수 - ,
코일 A의 자기유도계수
코일 A에 대한 B의 상호유도계수
(2) A 코일 개방, B 코일 1차 코일
, , , ,
코일 B에 대한 A의 상호유도계수
코일 B의 자기유도계수
코일 A, B 간에 존재하는 매질의 투자율이 일정한 경우(대부분 일정)
상호유도전압과 코일의 극성
에 의해 2차 코일에 유기되는 상호유도전압
에 의해 1차 코일에 유기되는 상호유도전압
유도결합회로에 있어서 상호유도전압의 방향은 인가전압의 방향과 두 코일의 상대적인 권선방향이 지정되어야만 알 수 있다.
두 코일의 상대적인 권선방향은 규약에 의해 각 코일의 한쪽 단자에 한쌍의 극점을 찍어 나타내고 있다.
"극점이 표시된 두 단자로 두 전류 , 가 동시에 유입되도록 하거나 또는 이 두 단자로부터 두 전류가 동시에 유출되도록 두 전류의 방향을 가정했을 때 두 코일에서 발생되는 두 자속이 합해져서 전체 자속이 증가되도록 극점을 표시해야 한다."
코일의 극성표시로부터 상호유도전압의 방향을 결정하는 것은 렌츠의 법칙에 따른다.
1차 코일의 점이 찍힌 단자로 유입하는 전류가 증가하면 2차 코일에서는 점이 안 찍힌 단자에서 점이 찍힌 단자쪽으로 전압상승 가 일어난다.
변압기소자에서의 전압과 전류 관계
1, 2차 코일에서의 총자속쇄교수
'+' 부호 : 두 전류에 의한 자속이 합쳐지는 경우
'-' 부호 : 두 자속이 서로 상쇄되는 경우
전압, 전류 관계를 구해보면 패러데이의 법칙과 앞식에 의해
유도결합을 갖는 인덕턴스의 접속 :
직렬 접속
화동결합
차동결합
병렬 접속
화동결합
차동결합
권수비 :
전압비 :
전류비 :
임피이던스 :
4단자 정수 :
이상변압기
7. 회로망
정전압원(이상전압원) : 내부 임피이던스
부하에 관계없이 항상 일정전압을 부하에 공급
정전류원(이상전류원) : 내부 임피이던스
부하에 관계없이 항상 일정전류를 부하에 공급
내부 임피던스 값이 일때
전류가 흐르지 않는다.
쌍대성(Duality)
K.V.L
K.C.L
전압원
전류원
폐로
절점
절점전압
폐로전류
폐로방정식
절점방정식
직렬
병렬
단락
개방
데브난
노오튼
키르히호프의 법칙 : 선형, 비선형, 시변, 시불변 회로에 관계없이 적용
제 1법칙(전류법칙) : K.I.L(K.C.L)
제 2법칙(전압법칙) : K.V.L(기전력의 합은 전압강하의 합과 같다.)
중첩의 원리 : 시변, 시불변성에 관계없이 선형 회로에 사용(전압원 단락, 전류원 개방)
회로망 내의 어느 한 부분을 흐르는 전류나 어느 소자양단의 전위차를 구해야 할 경우와 같이 부분적인 해석이 요구되거나 특히 한 회로망 내에 포함되는 전원의 주파수가 서로 다른 때 사용
" 다수의 전원을 포함하는 선형회로망의 임의의 점에 있어서의 전류, 또는 임의의 두 점 간의 전위차는 각각의 전원이 단독으로 그 위치에 존재할 때 그 점을 흐르는 전류 또는 그 두 점 간의 전위차의 총합과 같다. "
데브난의 원리
" 어떠한 구조를 갖는 능동회로망도 그 임의의 두 단자 a, b 외측에 대해서는 이것을 등가적으로 하나의 전원전압에 임피던스가 하나 직렬접속된 것으로 대치할 수 있으며, 여기서 등가전압원의 값은 원회로망에서 단자 a, b를 개방했을 때의 개방전압과 같고, 등가 임피던스 값은 능동회로부 내의 모든 전원을 제거한 후 단자 a, b에서 회로측을 향한 임피던스값과 같다. "
개방된 단자에서 내부를 바라본 임피던스와 전압의 관계에서 전류를 구함
노턴의 정리 : 데브난 정리와 쌍대 관계
" 어떠한 구조를 갖는 능동회로망도 그 임의의 두 단자 a, b 외측에 대해서는 이것을 등가적으로 하나의 전류전원에 하나의 임피던스가 병렬접속된 것으로 대치할 수 있으며, 여기서 등가전류원은 원회로망의 단자 a, b를 단락시켰을 때 이곳을 흐르는 전류, 즉 단락전류와 같고, 또 병렬접속 등가 임피던스는 능동회로부 내의 모든 전원을 제거한 후 단자 a, b에서 회로측을 향한 임피던스값과 같다. "
밀만의 정리
" 내부 임피던스를 갖는 여러 개의 전원이 병렬로 접속되어 있을 때 양 병렬접속 단자간에 나타나는 합성전압은 각각의 전원을 단락하였을 때 흐르는 단락전류의 총합을 각 전원의 내부 어드미턴스의 총합으로 나눈 값과 동일하다. "
가역(상반) 정리
" 선형, 쌍형성 수동소자로 된 회로망의 한 지로에 전압전원을 삽입할 때 다른 임의의 지로에 흐르는 후자의 지로에 동일한 전압전원을 삽입할 때 전자의 지로에 흐르는 전류와 같다. "
8. 다상교류
주파수는 같지만 위상을 달리하는 여러 개의 기전력이 동시에 존재하는 교류방식을 다상방식(polyphase system)이라 한다. 같은 전력을 전송하는 경우 단상에 비해 송전선을 많이 절약할 수 있다. 발전송전배전 등 공업용 전력계통에서는 거의 다 3상방식이 채택되고 있다.
대칭 n상 교류회로 원형 회전 자계
비대칭 n상 교류회로 타원형 회전 자계
단상은 회전 자계를 만들지 않는다.
역상 제동(플러킹) 전동기 회전 중 정지시 선 2가닥을 바꿔서 제동
대칭 n상 성형(star) 결선 --- 결선
선간전압 선전류 위상 앞섬
*** n=3 (대칭 3상 Y 결선) 일 경우 ***
선간전압 선전류 위상 앞섬
대칭 n상 환상 결선 --- 결선
선간전압 선전류 위상 뒤짐
*** n=3 (대칭 3상 결선) 일 경우 ***
선간전압 선전류 위상 뒤짐
대칭 n상 교류 전력
*** n=3 (대칭 3상 교류 전력) ***
유효(평균=소비) 전력
무효 전력
피상 전력
3상 전력
무효 전력
2 전력계법
V 결선
출력 (변압기 한대 용량)
이용률 (한대당 이용률)
출력비
V 결선 (결선 운전 중 1 대 고장시 V로 운전)
임피이던스 변환 ( ⇔ )

키워드

옴의 법칙,   줄의 법칙,   인덕턴스,   전하,   무효전력,   피상전력,   역률 계산,   변압기