브리지 회로, 최대 전력전달, 테브난 노턴의 정리

소개글

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목차

1. 실험9. 브리지 회로
2. 실험 10. 최대 전력전달
3. 실험 11. 테브난 노턴의 정리
4. 5주차 설계보고서

본문내용

3. 결과분석 및 토의
(1) 결과분석
실험 9-(1). 브리지 회로로 저항값 측정
실험 9-(1)은 그림 9-1 과 같은 브리지 회로를 구성한 후 미지의 저항 의 값을 측정하기 위한 것이었다. 먼저 가변저항 3 을 조절하여 4 에 흐르는 전류가 0 이 되도록 한다. 이때 노드 C 와 노드 D 의 전위차가 0 이므로 키르히호프의 전류법칙에 의해 다음과 같은 식을 통해 미지의 저항 의 값을 구할 수 있다.

이 실험에서 1 = 2 = 1[]으로 설정하였으므로 는 3 의 값과 같다. 이때 가변저항 3 의 최댓값은 2[kΩ]이므로 의 최댓값 또한 2[kΩ]이 될 것이라고 예측할 수 있다. 실험에서 사용한 저항 의 값은 표 9-1 에서 볼 수 있듯이 1[kΩ]과 1.2[kΩ]이다. (저항의 허용오차는 각각 5[%]이다.) 실험에서 구성한 회로는 다음 그림과 같다. (4 = 2.2[kΩ]으로 설정하였다.)

<중 략>

2) 검토사항
① 실험결과를 통해 그림 11-7 의 회로를 브리지 회로와 연관 지어 설명하여라.
- 그림 11-7 에서는 저항 에 흐르는 전류가 0 이므로 노드 a 와 노드 b 사이의 전위차가 0 이 되고, / = / 이 성립하게 된다. 따라서 그림 11-7 의 회로도 브리지 회로와 같은 성질을 지니고 있으므로 미지의 저항을 측정하는 용도로 사용될 수 있을 것이다.

② 그림 11-7 에서 저항 과 R 값이 모두 같을 경우 어떤 현상이 일어나는지 설명하라.
- 검토사항 ①에서 언급한 것처럼 그림 11-7 의 회로에서 노드 a 와 노드 b 사이의 전위차는 0 이 되므로 에 전류가 흐르지 않는다. 또한 저항의 값이 모두 같아진다면 , , , 에 흐르는 전류는 모두 같아질 것이라 예측할 수 있다.

③ 테브난과 노턴 등가회로에서 RTH, VTH, IN 사이에는 어떠한 관계가 성립하는지 유도하라.
- 테브난 등가회로에서 = − 가 성립하고, 노턴 등가회로에서는 = ( − ) × 이 성립한다. 따라서 이 둘을 연립하면 − = ( − ) × 이 되고, 이때 = 이므로 이 식은 = × 이 된다.

참고 자료

J. David Irwin & R. Mark Nelms, Engineering Circuit Analysis, 11th edition, Wiley, 2015, p60-63, p180-204