브리지 회로, 최대 전력전달, 테브난 노턴의 정리

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오늘은 해피캠퍼스에서 발췌한 “브리지 회로, 최대 전력전달, 테브난 노턴의 정리” 내용을 정리하여 알려드립니다.

목차

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

 

본문내용일부

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.

 

참고문헌

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

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