독학사 정보통신학 3단계 회로이론 과목의 기본 회로소자 영역을 정리한 글입니다. 평가 영역에 따라서 정리했습니다.
가. 기본 전기량
1. 전하
전하(電荷)란 대전된 물체가 가진 전기의 양을 뜻한다. 양성자는 양전하를 가지고 있고, 전자는 음전하를 가지고 있다.
전하의 양은 전하량(Q)라고 하며, 그 단위는 쿨롱(C)이다.
2. 전류
전류는 전하의 흐름으로, 단위 시간 동안에 흐른 전하의 양으로 정의된다. 전류의 단위는 암페어(A)이다. 1 암페어는 1초 당 1 쿨롱의 전하가 흐르는 것으로 정의된다.
3. 전압
전압은 두 점 사이의 전위차를 뜻한다. 전위는 전기력적인 위치에너지이다. 전압을 다른 말로 설명하면 두 점 사이에 전류가 흐르게 하는 능력이다.
전압의 단위는 볼트(V)이며, 1 V = 1 J / 1 C로 정의된다. 즉, 1 쿨롱의 전하에 1J의 일을 해서 얻어지는 전위차가 1V이다.
4. 전력
단위 시간당 소비하는 전기 에너지의 양을 뜻한다. 단위는 와트(W)이며, 1 W = 1 A × 1 V로 정의된다. 즉, 전력은 전류와 전압의 곱이다.
나. 옴의 법칙
옴의 법칙은 저항, 전류, 전압 간의 관계를 나타낸 식으로, V = I × R(저항)으로 표현된다.
1. 저항 및 저항접속
저항이란 전류의 흐름을 방해하는 요소를 뜻한다. 단위는 Ω(옴)이고, 1 Ω = 1 V / 1 A이다.
저항접속에는 직렬접속과 병렬접속이 있다. 아래의 그림의 위쪽 그림이 저항의 직렬접속이고, 아래쪽이 병렬접속이다. 직렬접속하면 합성저항은 원래의 저항들보다 커지고, 병렬접속하면 합성저항은 원래의 저항들보다 작아진다.
2. 컨덕턴스
컨덕턴스란 전기회로에서 전기가 얼마나 잘 통하는지를 나타내는 지표이며, 저항의 역수다. 도전도라고도 한다.
3. 전력소모
일률의 단위인 W(와트)는
1 W(와트) = 1 V(볼트) ×1 A(암페어)
로 정의된다.
그리고 전력 소모량을 뜻하는 전력량의 단위인 Wh(와트시)는
1 Wh = 1 W × 1 h(시간) = 1 V × 1 A × 1 h
로 정의된다.
다. 키르히호프의 법칙
1. 전류의 법칙(KCL)
회로 내의 어떤 지점에서든지 들어온 전류합과 나가는 전류합은 같다. 예를 들면 아래의 그림에서는 가운데 점으로 들어가는 전류의 합과 그 점에서 나오는 전류의 합이 같다.
2. 전압의 법칙(KVL)
회로 속 닫힌 경로에서, 전원의 기전력의 합은 회로 소자의 전압 강하의 합과 같다. 예를 들면, 아래의 그림에서 기전력 V1과 V2의 합은 3개의 저항으로 인한 전압 강하와 같다.
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