1. 선형 회로망
▣ 어느 일정한 값을 입력하면 일정한 값을 나타내는 회로를 선형회로망이라 한다.
⊙ 선형 회로망에는 입력값과 출력값이 비례관계가 있다. 입력값에 일정한 출력값을
내고, 입력값에 일정값을 더하거나 곱하면 이에 상응값으로 출력값을 낸다.
⊙ 비례관계에 있다는 것은 입력값을 더하거나 빼면 출력값을 더하거나 뺄 수 있으며
입력값과 출력값이 동질의 관계에 있다는 것을 의미한다.
2. 전압원
▣ 전압원은 회로에 전압을 공급하는 근원(원천)을 말한다.
가. 이상적인 전압원
▣ 이상적인 전압원은 전류에 관계없이 일정한 전압을 발생시키는 전압원을 말한다.
▣ 일반적으로 회로에 전류가 흐르게 되면 저항, 임피던스 등에 의하여 전압강하가
발생하게 되는데 이러한 전압강하 없이 발생된 전압이 부하단자에 온전히 전달
된다고 가정한 전원압을 이상적인 전압원이라 한다. 이상적인 전압원에서는
기전력 e = 단자전압 V 가 성립한다.
※ 이상적인 전압원에서는 전선 등 내부저항이 "0"이라고 가정한다.
나. 실제 전압원
▣ 실제 전압원에서는 전류가 흐르면서 전압강하를 일으키므로 전압원의 기전력과
단자 전압은 같지 않고 단자전압이 기전력과 다르게 된다.
다. 전압원 연결 (직렬연결)
▣ 전압원은 직렬로 연결하여 전압을 상승시키거나 강하시킨다.
※ 같은 전압원을 병렬로 연결하면 전압의 상승이나 강하에는 아무런 의미가 없다.
3. 전류원
▣ 전류원은 회로에 전류를 공급하는 근원(원천)을 말한다.
가. 이상적인 전류원
▣ 이상적인 전류원은 전압에 관계없이 일정한 전류를 흐르게 하는 전류원을 말한다.
▣ 일반적으로 회로에 전류가 흐르게 되면 전류의 누설이 발생하게 되어 전류의 흐름은
점차 작아지게 되는데 이러한 누설전류가 발생하지 않고 발생된 전류가 온전히 선로에
그대로 흐른다고 가상한 상태를 이상적인 전류원이라 한다.
▣ 이상적인 전류원은 선로이외의 저항 즉, 내부저항이 무한대(∞)이여서 선로이외에는
전류가 흐르지 않는다고 가정한다.
나. 실제 전류원
▣ 실제 전류원에서는 전류원이나 선로에서 누설전류가 발생하여 전류의 전류가 그대로
선로에 흐르지는 않는다.
다. 전류원의 연결
▣ 전류원은 병렬로 연결하여 전류의 흐름 증가시키거나 감소시킨다.
※ 같은 전류원을 직렬로 연결하면 전류의 증가나 감소에는 아무런 의미가 없다.
4. 전원의 변환
▣ 전원의 변환은 전압원과 전류원을 상호 등가 변환하는 것이다. 전압원은 부하에
직렬로 연결하고 전류원은 부하에 병렬로 연결한다. 전압원과 전류원간에는 오옴의
법칙에 따라 상호 등가변환을 할 수 있다.
▣ 복합한 회로를 하나의 전압원과 하나의 임피던스(저항)로, 또는 하나의 전류원과 하나의
임피던스(저항)으로 단순화할 수 있는데, 이 때 전압원 회로와 전류원 회로는 등가이고
하나의 전압원과 임피던스로 단순화하는 것을 데브난의 정리라고 하고 하나의 전류원과
하나의 임피던스(저항)으로 단순화하는 것을 노턴 정리라고 한다.
※ 전원변환을 연습하여 보자.
⊙ 전원변환은 전압원은 직렬로 연결하고 전류원은 병렬로 연결한다. 전압원의 전압과
전류원의 전류는 오옴의 법칙에 따라 산정하여 변환하고 임피던스(저항)은 값을
그대로 하고 회로를 직렬과 병렬로 각각 변환한다.
5. 중첩의 원리
▣ 회로에 여러 전원이 존재하는 복합한 회로를 하나의 전원과 임피던스(저항)으로 간단히
정리할 때 중첩의 원리를 사용한다.
⊙ 중첩의 원리는 회로가 선형회로라고 가정하고 간략화한다. 선형회로라면 각각의 전원
을 기준으로 회로를 단순화할 수 있고 단순화된 회로를 더하면 합성 회로가 된다는
원리를 이용한 것이다.
◈ 이상적인 전압원 : 내부임피던스 "0" - 단락을 하고
◈ 이상적인 전류원 : 내부임피던스 "∞" - 개방을 한다.
▣ 하나더 중첩의 원리를 이용한 전원의 합성을 알아 보자.
※ 전압원만의 회로를 구할 때는 전류원은 저항이 무한대(∞)이므로 회로를 개방하고
전류원만의 회로를 구할 때는 전압원은 저항이 "0"이므로 회로를 단락한다.
◈ 예를 들어 아래의 회로를 중첩을 원리에 따라 회로를 합성하여 보자.
① 전압원만 있을 때의 합성저항을 구할 때는 전류원을 개방하고 전압원의 반대쪽에서
부터 합성저항을 구한다. 합성저항을 구한 다음 전체 전류를 구하고 이 합성전류를
회로 저항에 배분한다.
② 전류원만 있을 때의 합성 저항은 전압원을 단락하고 전류원의 반대쪽에서 부터
회로를 분석하여 합성 저항을 구한 다음 전체 전류를 구하고 각각의 저항이 있는 분기
에 전류를 분배한다.
【 전원 변환에 의한 계산 】
◈ 전원 변환방식을 이용하여 위의 회로에서 흐르는 전류를 구해 보자. 결과는 같다.
▣ 다음 회로의 전류 I를 전원 변환 방식을 이용하여 산정하여 보자.
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