정현파 (Sin파) 교류

1. 정현파 (Sin파) 교류의 발생

가. 전류의 종류

【직류】 D.C (Direct Current) : 전류의 흐름이나 위상이 변하지 않는 것

 

DC회로

DC 회로1

    ※ 전류의 단위 1[A] : 1초(sec0 동안에 1[C]의 전하가 이동한 전하량을 나타낸다.

  ▣ 표기 : 영문자 대문자로 표기 V, I

  ▣ 직류는 시간에 따라 일정한 전하량을 보인다.

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【교류】 AC : Alternative Current : 시간에 따라 전하량이 변한다.

AC 회로

AC 회로1

  ▣ 교류의 표기 : 영문자 소문자 : v, i

  ▣ 교류 : 시간에 따라 전하량이 변화한다.

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가. 사인파의 발생

  ▣ 우리나라는 60[Hz]를 사용한다.

AC 발전

 ▣ Sin파 형태를 가지며 주기적으로 변화하는 전압 또는 전류

  ⊙ 유기기전력 e의 크기

    e = vBl sin Θ [V]

    v : 도체의 회전속도, B : 자속밀도, L : 도체의 길이

    Θ : 도체와 자기장이 이루는 각도

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▣ 유기기전력은 자기장내에서 도체를 회전시켜 발생시키는데 이를 정류기(슬립링)을

   통해 유기기전력을 유인해낸다.

  ⊙ 이 때 유기기전력의 크기는 도체의 회전속도(v)와 전자석의 자속밀도(B) 및

     도체의 길이 (L)에 비례하게 된다. 또한 도체와 자속이 이루는 각도 Θ에

     따라에 유기기전력의 크기가 결정된다.

    * 유기 기전력 e = vBl sin Θ : 이브 빠에 갔더니 사인해 달라고 하더라

    * 회전력 F = BIL sin Θ : FBI 에 갔더니 사인해 달라고 하더라.

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▣ 전류 (Current)

AC 전류

 ⊙ 도체가 회전함에 따라 파형이 파동이 출렁인다.

   ※ 자속과 도체가 이루는 각 (Θ)에 따라 기전력의 크기가 결정되는데 도체가 한바퀴

      돌면 정현파 (Sin파)의 파형을 이루게 된다.

      전류 i = Im sin ωt [A]

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​ ▣ 전압 (Voltage)

AC 전압

  ⊙ 전압도 전류와 같은 파형을 나타낸다.

  ⊙ 주기 (T) : 파형을 한번 반복하는 시간, 시간에 따른 흐름, 1 사이클(Cycle) 시간 [sec]

  ⊙ 주파수(f) : 1초 동안에 파형 사이클 (Cycle)을 반복한 횟수

                    f = 60 [Hz] ⇒ T = 1/60 [sec]

     ※ 주기와 주파수는 반비례, 역수 관계에 있다.

  ⊙ 각주파수 : ω = 2πf, 기전력의 파형을 기준으로 단위 시간당 회전수

  ⊙ 각속도 : ω = 2πf

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【 호도법 】

▣ 반지름의 길이가 r인 원에서 길이가 r인 호 AB를 정할 때, ∠AOB의 크기(중심각의

   크기)를 1 라디안 (radian)이라고 하고 이것을 단위로 하여 각도를 나타내는 방법을

   호도법이라 한다.

  ⊙ 호도법과 육십분법의 관계

 

호도법

   ※ 호도법 사용 이유 : 각도를 실수화하기 위하여

2. 위상 [Phase]

가. 진상, 지상 파형

 

위상, 파형

▣ 기본파 보다 위상이 Θ1 만큼 앞선 파형을 진상파형이라 하고 기본파 보다 위상이 Θ2

   만큼 뒤진 파형을 지상 파형이라고 한다.

   주파수가 60[Hz]로 같다는 가정에서 말한다.

  ⊙ 기본파형 v = Vm sin ωt

  ⊙ 진상파형 v = Vm sin (ωt + Θ1)

  ⊙ 지상파형 v = Vm sin (ωt + Θ2)

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나. 동위상

  ▣ 파형의 크기, 진폭은 다르지만 주기가 같은 파형을 동위상 파형이라고 한다.

      이 때도 주파수는 60[Hz]로 같다는 전제에서 말한다.

 

동상 파형

   ⊙ 진폭이 큰 파형 V1 = Vm sin ωt

   ⊙ 진폭이 작은 파형 V2 = Vm sin ωt

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▣ 위 식에서 보는 바와 같이 동위상이라 함은 파형과 주파수가 같고 진폭만 다른 경우를

    말한다. 주파수는 발전소에서 동일하게 유지하므로 동위상이라 함은 파형이 같은 경우

    를 말한다.

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