GROB's basic electronics 회로 이론-1.전기(저항,도전율,폐회로)

1. 저항

전류가 흐르는 도선에 열이 발생한다는 것은 전류가 무엇인가에 의해서 방해받고 있기 때문이다

인가된 전압에 의해 발생한 전류를 제한하는 요소를 우리는 저항(resistance)이라 한다 도체는 매우 작은 크기의 저항을 가지며 전열체는 반대로 매우 큰 저항 갖는다

 

2. 옴

저항의 단위는 옴(ohm,Ω)이다 1옴의 기준은

1초에 1A의 전류가 흐를 때 0.24 cal의 열이 발생 하면 1옴이다

 

3. 도전율

 저항의 반대는 도전율(conductance, G) 이다  G라는 기호를 사용하고 단위는 지멘(siemen, S) 를 사용한다 혹은

옴(ohm)을 반대로 한 모(mho)라 부르기도 한다

 

G는 R과 역수관계다

EX) 도전율이 0.004S 일 경우에 저항을 계산하라.

R=1/G

=1/0.004 [S]

=250Ω

 

EX) 저항을 도전율로 나타내라 1KΩ

G=1/R 

=1/1000 [Ω]

=0.001 [S] ,1 [mS]

 

4. 폐회로(closed ciruit)

모든 회로는 3가지 중요한 특성을 가지고 있다

- 전위차를 제공하기 위한 전원이 존재한다 전압이 없다면 전류의 흐름도 있을 수 없다

- 전압원의 한단자로부터 출발하여 다른 단자에서 끝나는 완전한 경로가 회로 내에 존재해야만 한다

- 전류 경로는 저항을 갖는다 회로 내의 저항은 열을 발생하거나 전류의 양을 제한한다

 

5. 전압과 전류

  회로 내에서 전류가 흘러도 전위차는 변화하지 않는다

 

전압은 두 위치 사이의 전위차이기 때문에 한 점에서 고려하는 것이 불가능

전류는 한 점을 흐르는 전자의 양임으로 한 점에서 고려하는 것이 가능

 

폐경로가 형성돼있지 않는 회로에서 전류는 흐를 수 없지만 전압원에 의하여 전위차는 갖고 있을 수 있다

이러한 사실로부터 전압은 전류가 없어도 존재할 수 있지만 전압이 없으면 전류는 존재할 수없다

 

 

6 전압원과 전류

위 그림에서 전압원을 전지라 생각해보자 전류가 생기면 전자는 전지의 음극을 떠나서 양극을 향해가고  양극은 전자를 얻음으로써 음극은 전자를 버림으로 써 중성화된다 하지만 전지는 전지 내에서 두 단자 사이의 전위차를 유지하기 위해 화학작용으로 전자와 양성자를  연속적으로 분리한다 전지는 회로 내에서  전위차를 유지함으로써 전류가 흐를 수 있게 하기에 전지는 전압원이라 할 수 있다

 

 

7. 전압원과 회로

위 그림 회로에서 전원은 전지이다  전압원에 연결된 회로의 다른 소자들은 부하 저항(Load resistance)이다 부하 저항이라 불리는 이유는 그들에 의해 전원이 얼마나 많은 일을 할 수 있느냐가 결정된다 위 그림에서는 저항R이 부하 저항에 해당한다

부하 저항을 따라 흐르는 전류를 부하 전류(load current)라 부른다 부하 저항의 저항이 낮을수록 부하 전류는 커진다 특별한 언급이 없는 경우에는 부하(load)라는 용어 자체가 부하 전류를 나타내기도 한다  즉, 큰 부하는 큰 부하 전류를 의미하고 이는곧 전원을 통해 많은 일을 할 수 있다

 

 

 

 

4,5,6,7을 요약하면

 

-정상적인 회로는 R, I, V를 포함 한 폐회로다

-회로는 전압 원인 전지의 에너지를 이용할 수 있는 수단이다

-전지는 회로가 있던 없던 전위차 V를 가지고 있지만 전류는 없다

 

 

8. 개방 회로(open circuit)

개방 회로는 회로 중 일부가 끊어져 전류가 흐를 수 없는 회로다 그렇기에 회로의 저항은 무한대고 전류는 0이다

 

9.단락 회로(shot circuit)

단락회로(shot circuit)는 전압원이 폐경로를 가지는 경우로 써 저항이 0인 경우다 저항이 0 임으로 단락 회로에는 매우 큰 전류가 흐른다 대부분의 도선은 매우 낮은 저항을 가지고 있고 단란되면 주울 열공식에 따라 화재가 날수도 있다.