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질문

2021.04.19 04:06

회로이론, 단위 관련 질문 도와주세요.

ლ(╹◡╹ლ)

조회 수 1406 댓글 10

1. 전압원과 전류원을 나누는 이유는 뭐죠? 전압원이나 전류원이나 거기서 거기 아닌가요? 전압원에서는 회로의 구성에 따라 알아서 전류가 나올 것이고.. 전류원은 마찬가지로 회로 구성에 따라 일정이상만큼의 전압이 나오는걸로 알고있는데....

2. 독립전압원과 종속전압원의 차이입니다. 독립전압원은 다른 소자가 아무리 부하를 걸어도 똑같은 전압을 제공하는 전압원을 뜻하고 종속전압원은 다른 소자에 전압이 영향을 받는걸 의미하는데...

그럼 독립전x원은 마치 물리에서 이상기체같은 개념이고 종속전x원은 현실에서 보는 전x원이겠군요. 이상기체가 물리계산할땐 좋지만 현실에서 찾아볼 수 있는 종류가 아닌것처럼 말이죠.

3. 대체 마디와 가지는 어떻게 세는건가요. 진짜 어느정도 이해는 가지만 그래도 너무 헷갈리는데 교슈님의 설명을 도저히 이해할 수 없습니다. 확실히 설명도 안해주고 줌강의인데도 다른과목과 달리 재방송도 안해주고요. 제 머리에 이 개념을 넣어주세요. 이걸 확실히 알면 15시간 정도를 더 투자함으로써 마디해석법과 메쉬해석법을 어느 정도 익힐 수 있을 것 같습니다. 이거 개념을 이해할 수 있는 곳이랑 연습문제가 많은곳이 어디 없을까요? 물론 3일내에 다풀기는 힘들겠지만ㅋ...

4. 단위와 유효숫자 관한 질문입니다. 물리나 회로이론 실험보고서 작성시 항상 단위를 이렇게 썻거든요. 예를들면 F=ma=30 [J] 여기서 각도를 의미하는 그 도는 저기 괄호를 안 붙여야 하는게 맞죠?

그리고... 유효숫자 이렇게 써도 될까요? 실험값으로 측정된 수치는 아무리 소수가 길어도 그대로 쓰되, 계산해서 나오는 값들은 반올림을 하는거죠. 이를테면 F=0.5gh^2에서 g=9.8이고 h=3.69695라면 0.5*3.69695*9.8 = 18.1151이 되겠지만 여기서 가장 낮은 소수점 자리수를 갖는 수는 g이고 얘가 소수점 한자리수에서 반올림된 값이기 때문에 얘를 사용한 값은 18.1151을 소수점 한자리로 올려서 18.1로 쓰는거죠. 이렇게 쓰라고 고딩때 배웟는데 교수님꼐서 별말씀이 없네용.

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Comments '10'

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이계인 2021.04.19 05:35

전압전류원은 건전지같은 제한적인 전원장치가 나오는 문제에서 응용되지 않을까요? 일반적으론 전압원이지만..각도는 괄호를 써도되는지는 모르겠네요 마지막질문은 글쓴이분이 맞습니다 근데 예상할수 없는게 교수생각이므로 풀이내용을 적어두는게 좋겠죠
?
wwsun98 2021.04.19 09:10

1. 말 그대로 전압원은 일정한 전압을 공급해 주는 역할이고 전류원은 일정한 전류를 공급해주는 역할입니다. 따라서 전압원의 전류, 전류원의 전압은 회로를 해석해 봐야 알 수 있습니다.
2. 종속전원은 회로 해석을 위한 가상의 소자입니다. OP Amp나 트랜지스터 같은 소자를 간략하게 해석하기 위함입니다.
3. 마디해석법, 메쉬해석법은 KVL,KCL을 이야기 하는것 같습니다. 해당 개념을 아에 모르시는것 같으니 찾아서 공부하세요.
?
wwsun98 2021.04.19 09:17

각도라 함은 페이저 각도를 말씀시는것 같은데... 복소수로 적거나 각도 값 앞에 각도임을 표시하는 누운 꺾쇠를 적어주시면 됩니다.
60분법으로 적으실땐 똥글뱅이나 deg 필수로 해주시고 라디안의 경우에는 필수는 아지만 정 불안하시면 rad 해주시면 됩니다.
거의 모든 회로문제는 유효숫자를 3~4개 정도만 해주기 때문에 정 모르겠다면 대충 그쯤으로 제출하시면 됩니다.
제가 경험한 교수님들 중에 유효숫자 틀렸다고 심하게 그어버리는 사람은 못봤네요
늘봄 꿈과 낭만 2021.04.19 17:43

아...길게 댓글달다가 지워진 이 기분..
낼 시험끝나고 달러오겟습니당
늘봄 꿈과 낭만 2021.04.26 03:29

좀 늦었네요..
1. 전원에 관해서.

전원이란 에너지를 발생시키는 장치를 말합니다.
(회로 소자를 에너지 발생에 따라 능동소자와 수동소자로 구분하기도 합니다.)
전자회로에서 전력은 그 소자에 흐르는 전류와 전압의 곱으로 결정되죠..
(전력이란 에너지의 전달 빠르기 입니다.)
그러니깐 전력을 결정하는 요소는 두가지 변수라는 것 입니다.

그런데 과학자들은 고전적 전도모형상에서 저항기에 흐르는 전류와 전압이 특정 물리량에 비례한다는것을 발견 했습니다. 그 비례 상수를 저항값 이라고 합니다.
(이론적으론 고전전도모형에서 비례하며, 회로이론은 이를 따릅니다. 현실에서 저항값은 전류와 전압에 대해 비선형적입니다만 실온, 적정 전압에선 선형으로 근사할수 있고, 선형구간에서만 따진다고 가정합니다. 그리고 선형 소자들의 모임은 선형시스템으로 간주 할 수 있습니다 = 계산이 가능합니다. 미분방정식을 풀 수 있습니다.)

따라서 우리는" 저항기"에 흐르는 전류와 저항기의 저항값만 가지고 전류를 구할 수 있습니다.
이를 옴의 법칙이라고 합니다. R=V/I
(옴의 법칙은 저항기에 관한 것 이라는 것을 명심하십시오.)

회로이론에서 전원은
1. 전압원이냐 전류원이냐
2. 종속적이냐 독립적이냐 를 따집니다.
총 4가지 경우의 수가 있네요.

1. 이상적인 전압원 = 전압은 고정 전류는 먹는대로
2. 전류원 = 전류는 고정 전압은 먹는데로
3.종속 전압원과 종속 전류원
이것은 특정 입력에 따라 전류와 전압이 가변적인 것을 말합니다. 만약 2x= v 라는 종속전압원이 있고 x는 특정 회로 양단에 걸리는 전압 이런 식으로요.. 무언가 컨트롤하거나 트렌지스터..등등

Q1. 왜 전압원과 전류원를 구분하는 것 일까요?

A1 : 전원의 목적은 에너지 공급이며 가장 간단한 회로인

저항과 전압원으로 이루어진 회로를 생각 해 봅시다.
전압을 고정하면 옴의 법칙에 따라 저항기에 흐르는 전류가 정해집니다!!! 저항기에 걸리는 전압과 전류의 곱이 소비 전력이죠.

(등가)저항기에서는
전원과 전류간의 선형적 법칙을 통해
저항값을 알고 하나만 정해주면 알아서 먹는겁니다.

둘다 풀어주면 2변수함수에 2개의 미지수가 있는 상황이네요?? 함수값을 구할 수 없죠? = 전력을 구할 수 있나요?

먹는 만큼 공급해주는 전원이 가장 이상적인 것 입니다.
근데 먹는 양을 정할수가 없어요..! => 하지않는이유.

하나를 고정해주면 알아서 정해지는 그런 것...음
이것옴의법칙을 읽고오시면 해결 될 것 같습니다.

A2.독립전압원과 종속전압원의 이해가 살짝 잘못 된 것 같습니다. 둘다 이상적인 개념이고요

독립 전압원이 전류와 무관하게 일정한 전압을 공급해주는 것 이죠?? 하지만 무한한 에너지원은 없기에 이것은 이상적입니다. 현실에선 전지 자체의 저항도 존재하고요.. 등등..

종속 전압원중 (CCVS = 전류가 전압을 컨트롤하는 전원)
을 생각해 봅시다. 약자중에 컨트롤 보이시나요?
그거에요 특정 부분의 전류가! 이 전압원의 전압을 정한다!! 라는 뜻이죠. 그럼 종속 전압원의 전류는요?

먹는만큼 주는겁니다. 전류와 무관하게 특정 전압을 내뿜는 것 이지만, 특정 전류에 의해 컨트롤 된다는 것이죠.
이것 또한 이상적인 개념입니다. 이상기체 상태방정식처럼요.

A3. 마디와 가지를 세는 법.

일단 등전위에 대해 설명해드리겠습니다.
회로이론에서 전선의 저항은 0으로 간주합니다.

등전위란 전위차가 없는 지점이죠.
저항기를 지나면 전압강하가 일어나죠? 그럼 저항의 양단엔 전위차가 존재하는 것 입니다.
전선의 경우 저항값이 0이기 때문에 등전위입니다.

노드의 정의는 회로 요소들이 만나는 (등전위인 모든 )지점 입니다. 등전위를 찾으면 끝입니다.
소자들이 만나며 전선으로 연결되어있어 등전위인 지점은 모두 하나의 노드로 보면 된다는 것 입니다.
사진첨부가 되지 않아 아쉽네요..

2. 가지를 세는 법

노드가 여러 소자들로 접속되어있는데
그러한 소자들을 가지라고 합니다.
저는 잘 안 쓴것 같네요 뭐 거창한건 아닌것같아요

A4. 유효숫자와 측정 참값 등
유효숫자의 사용 이유가 무엇일까요..?
모든 측정에는 불확실함이 존재합니다.
사람의 문제일수도 있고 측정 도구의 정밀도(여러 측정값이 동일한 값을 나타내는가?) 정확도( 참값과 같은가?)가 다를 수도 있죠.
측정값은 참값이 아니고 이러한 불확실성 때문에 유효 숫자를 도입 한 것 입니다.

측정시 마지막 한자릿수를 추측하는 것 이고 그 위에는 참값과 같게요. 계산시에도 어디까지 참값인지 보장할 수 있도록 계산방법과 측정방법을 만든 것 입니다.

그러한 측정을 할 때 전자식 계측기의 경우 나오는대로 쓰시면 되고. 왠만하면 측정기의 제조사와 최대측정용량 "정밀도"= 최소 측정단위? 등을 적어주시는게 좋습니다.

눈으로 계측하는 경우 눈금보다 한자릿수를 더 추측해서 씁니다. 한자릿수의 불확실성을 포함합니다.

반올림의 방법에는 여러가지가 있는데

초중고때는 사사오입을 일반적으로 하지만

오사육입( gaussian rounding)을 사용하는게 좋을때가 많습니다.
대학생 과제인 경우 어떤 반올림 방법을 사용해야 하는지 헷갈릴때는 교수님에게 따라 맞춰서 하십시오.

중력가속도도 참값이 아닌 실험값이며 9.8은 어림값이기때문에.. 유효숫자를 맞춰주는게 옳습니다.
하지만 그걸 그냥 상수처럼 보시는 교수님도 있을것이고.
공학계열 교수님들은 수학적 물리학적으로 엄밀하지 않은 분들도 많습니다. (교수님에게 맞춰 적당히 해도 된다는 뜻 입니다)

9.8의 유효숫자는 2개입니다. 곱셈에서는 가장 작은 유효숫자 만큼 남깁니다. 유효숫자가 2개가 되도록 하면 되겠네요

제가 정역학 동역학 유체역학 고체역학 등을 배울땐
중력 가속도로 9.81을 많이 쓴 것 같네요

위에 적은것은 제 의견이고 교차검증해서 사용하셨으면 합니다. 회로이론 복습 안한지 좀 오래되어서..

제 생각엔 회로이론은 정말 별거 없어요
노달이니 매쉬니 슈퍼노드 등등등등
전부 사실 그게 그거고
선형성과 에너지보존 전하량보존을 다른 말로 푼거라고 생각해요.

도움이 되었으면 좋겠습니다.
코알라 멋있는!코알라!많고많지만~ 2021.04.19 18:10

저는 학교에서 소수점 3번째에서 반올림하라고 배웠습니다. 주로 회로이론에서는 라디안각도 쓰기에 도는 따로 표시해야하고 [단위]는 필수요소입니다.
노드해석은 KCL을 기반으로 해석하는걸로 압니다.
문제만 풀어서 이론적으로는 잘 모르지만 전압원 전류원은 회로 내에서 규정을 해놓아야 보는데 편리합니다.
가방끈이 짧아서 자세히 적기가 힘드네요
미쿠미쿠 2021.04.19 20:33

1.전압원은 전류가 가변적이고 전류원은 전압이 가변적입니다.
대부분의 경우 전압원이고 모터나 LED 드라이버가 대표적인 전류원을 사용하는 장치입니다.
?
잎샘바람 2021.04.20 10:56

유효 숫자 중에서 이산적인값, 즉 상수는 유효숫자로 두지 않습니다.
그리고 정확하게 계산하고 싶다면 근사값으로 둔값이 아닌 직접 해당 상수를 대입하셔야합니다.
BEE3E3 idolm@ster.email 2021.04.20 16:04

1. 전압원은 뭔일이 있어도 양단 전위차를 유지해주고(그러기 위해서 전류값은 가변입니다) 전류원은 뭔일이 있어도 흐르는 전류의 크기를 유지해줍니다(그러기 위해서 양단 전위차는 가변입니다).
2. 종속전원도 정의대로만 작동한다면 이상적인 소자인건 마찬가지입니다. 실제 소자의 성질을 계산할 필요가 있을때는 보통 얼리저항/내부저항이나 기생 캐패시턴스/인덕턴스같이 추가적인 소자가 붙습니다.
3. 마디해석 메쉬해석이 뭔가 했는데 KCL KVL이군여... 책 연습문제 많이많이 푸시면 됩니다.
4. 각도는 무차원값이라 라디안이면 단위 안써도 되고, 디그리일때는 점찍어주시면 됩니다. 대괄호는 변수와 단위가 혼동될 여지가 있을때 붙여주시면 되는데 °는 헷갈릴 일이 별로 없죠...?
그리고 유효숫자를 소숫점 아래 자릿수로 취급하기 위해서는 과학적 기수법을 사용해야하는데, 18.1151은 과학적 기수법으로 1.81151x10^1이라서 유효숫자 2개(9.8)를 적용하면 1.8x10^1 = 18. 입니다. 0.5는 위에분들 말마따나 완전수라서 유효숫자가 적용되지 않구요.
veritas ლ(╹◡╹ლ) 2021.04.26 03:50

모든분들께 정말 감사합니다 ㅠㅠ

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