Modap's Lab

Analysis practice

 이번 포스팅에서는 옴의 법칙을 가지고 간단한 수동(Passive)회로를 계산해 보겠습니다. 회로는 다음과 같이 4개의 회로입니다.

1) 1개의 Vdc와 1개의 저항이 있는 회로

 다음의 회로는 1개의 전압원(Vdc)와 1개의 저항으로 이루어져 있습니다. 수동소자를 분석할때는 옴의법칙을 사용합니다.

전압과 저항의 값을 알고있기 때문에 우리는 I = V/R이라는 식을 가지고 전류를 계산할수 있습니다.

  I = V/R 이므로 전압은 1V, 저항은 1k옴을 갖고있습니다. 이를 옴의 법칙에 대입합니다. 이는 I = 1/1k식을 가지고 이를 계산 한다면 전류 I를 구할수 있습니다. 즉 전류 I는 1mA의 값을 갖습니다. 본 회로를 시뮬레이션을 돌려보면 저항 R1에 1mA가 흐른다는 것을 알 수 있습니다.

2) 1개의 Idc와 1개의 저항이 있는 회로

 다음 회로는 1개의 전류원(Idc)와 1개의 저항을 갖는 회로입니다. 다음의 회로도 옴의 법칙을 적용하여 저항에 걸리는 전압을 알 수 있습니다.

전류와 저항의 값을 알고 있으므로 우리는 V = I * R의 식을 가지고 저항 양단에 걸리는 전압을 알 수 있습니다.

 회로는 전류는 1mA, 저항 1k옴을 가지고 있습니다. 식 V = I * R에 대입한다면 이는 V = 1m * 1k의 식이 되고 계산하면 전압 V를 알 수 있습니다. 즉 저항 양단에는 1V의 전압을 갖습니다. 본 회로를 시뮬레이션을 돌려보면 저항 R2에 1V의 전압이 걸린다는 것을 볼 수 있습니다.

3) 2개의 Vdc와 1개의 저항이 있는 회로

 이번 회로에는 2개의 Vdc와 1개의 저항을 갖습니다. 회로의 왼쪽 단에는 2V의 전압이, 오른쪽 단에는 1V의 전압을 갖습니다.

첫 포스팅에서 설명 했듯이 전류는 높은곳에서 낮은곳으로 흘러갑니다. 그리고 전압의 극성은 전류가 들어가는 쪽이 (+), 나가는 쪽이 (-)극성을 갖습니다.

그렇다면 저항 R3에는 어느정도의 전압을 가지게 될까요?

 저항을 기준으로 왼쪽으로는 2V의 전압이 들어오고 오른쪽에는 1V의 전압이 들어오고 있습니다. 그리고 양쪽의 극성은 반대입니다.

그러므로 왼쪽은 + 2V -, 오른쪽은 - 1V +의 극성을 가지고 있습니다. 각각을 더하면 저항 R3에는 왼쪽단을 기준으로 + 1V -의 전압을 갖게 됩니다.

여기서 구한 전압을 가지고 옴의법칙을 적용한다면 I = 1V / 1K의 식이 나타납니다.

즉 저항 R3에는 왼쪽에서 오른쪽으로 1mA의 전류가 흐른다는 것을 알 수 있습니다. 본 회로를 시뮬레이션을 돌려보면 저항 R3에 1mA의 전류가 흐르는것을 볼 수 있습니다.

4) 2개의 Vdc와 1개의 저항이 있는 회로

 이번에는 3번 회로와 반대로 2V의 전압이 저항 R4의 오른쪽에 1V의 전압이 왼쪽에 걸려있습니다.

그렇다면 저항 R4에는 얼마의 전압이 걸리게 될까요?

 저항을 기준으로 왼쪽으로는 1V의 전압이 들어오고 오른쪽에는 2V의 전압이 들어오고 있습니다. 그리고 양쪽의 극성은 반대입니다.

그러므로 왼쪽은 + 1V -, 오른쪽은 - 2V +의 극성을 가지고 있습니다. 각각을 더하면 저항 R4에는 왼쪽단을 기준으로 - 1V +의 전압을 갖게 됩니다.

여기서 구한 전압을 가지고 옴의법칙을 적용한다면 I = 1V / 1K의 식이 나타납니다.

즉 저항 R4에는 오른쪽에서 왼쪽으로 1mA의 전류가 흐른다는 것을 알 수 있습니다. 본 회로를 시뮬레이션을 돌려보면 저항 R4에 1mA의 전류가 흐르는것을 볼 수 있습니다.

 이번 포스팅에서 가장 중요한 실습은 3번과 4번 회로입니다. 3번과 4번 회로를 통하여 저항의 양단에 걸리는 전압의 극성은 전류가 들아가는 쪽이 (+)극성, 나오는 쪽이 (-) 극성을 가지게 된다는 것을 알 수 있습니다. 이는 전류가 높은 전압에서 낮은 전압으로 흐르기 떄문입니다.