전압원과 전류원, 종속 전원에 대해 알아보자

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머 릿 말

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안녕하세요 배고픈 노예입니다.

오늘은 전압원(Voltage Source), 전류원(Current Source)의 독립 전압원(independent Voltage Source, )과 전류원(independent Current Source) 마지막으로 종속 전압원과 전류원에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

회로이론이라는 과목을 수강하거나 독학을 할 때 독립 전압원, 종속 전압원에 대해서 이해가 잘 안되었던 경험이 있는데 독립 전원, 종속 전원이 어떻게 구분이 되는지 이해하기 쉽게 다양한 예시를 통해서 설명을 하겠습니다. 아래는 목차 입니다.

 

1. 이상적인 전압원과 전류원
   
   
2. 독립 전원
   
   
3. 종속 전원
4. 원(源, Source)의 의미 (살짝 부록같은 느낌)

 

 

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이상적인 전압원과 전류원 (Ideal Voltage Source & Ideal Current Source)

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지난 Chapter 1에서 (응? 하시는 분은 아래 링크참조) 이상적인(ideal)의 의미는 실제로 존재하지는 않지만 이랬으면 좋겠다라는 엔지니어들의 소망...이랄까요?

 

따라서 이상적인 전압원(Ideal Voltage Source)은 단자에 흐르는 전류에 무관하게 그 단자에 걸린 규정된 전압을 유지하는 회로 소자임을 알아야 합니다. 이상적인 전류원 또한 어떤 소자로 구성된 회로망 내에 걸린 전압과 무관하게 전류를 유지하는 회로 소자입니다.

실제로 여러분들이 실험 교과목을 수강하여 전원 공급기를 사용하면 회로에 흐르는 전압, 전류가 바뀌게 되면 입력되는 전압이나 전류가 변하는 것을 알 수 있습니다.

 

이상적인 전압원과 전류원은 아래와 같이 독립 전원(Independent Source), 종속 전원(dependent Source)로 분류됩니다.

 

시작되었다 쪼개기

다음 섹션에서 이어서 시작하도록 합시다.

 

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독립 전원과 종속 전원

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독립 전원(independent source)

 

회로에 있는 전압 전류에 의지(dependent)하지 않고 회로에서 전압 또는 전류를 확립한다.

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독립 전압원(independent voltage source)

 

독립 전압원

독립 전압원은 직류, 교류의 전압은 위와 같이 표기를 할 수 있습니다. 

직류의 경우는 극성만 존재함을 알 수 있지만 교류의 독립 전압원인 경우는 가운데에 정현파처럼 생긴 표시가 독립 전압원 내에 배치하게 됩니다.

 

배터리는 위와 같이 긴선, 짧은선 순으로 배치되는데요 이는 배터리의 실제 극판 구조가 표시되어 있으면 긴 선(긴 극판)이 +단자, 짧은 선(짧은 극판)이 - 단자를 표시하게 됩니다.

 

위 독립 전원의 기호를 보게 되면 위쪽에 + 아래에 - 표시가 있는데 이 의미는 위쪽의 단자(+)가 아래 쪽 단자 - 보다 Vs 볼트 만큼 높다는 의미를 가지게 됩니다.

 

그 다음으로 전류의 방향으로 부터 이 독립 전압원은 추출(또는 흡수, extracted)인지, 전달(deliver)인지 알 수 있습니다.

위 그림 (b)에서 전류가 독립 전압으로 들어오고 있음을 알 수 있는데

 

이전 포스팅의 내용에서 쉽게 이해 할 수 있게 전압원을 붙여보면 p=-iv 임으로 추출 됨을 알 수 있습니다.

반대로 독립 전압원으로 부터 전류가 나가는 방향이라면 전달이라고 볼 수 있겠죠.

 

기본 소자에 대한 설명이 이해하기 힘들거나 하시는 분들은 아래 링크를 확인하시기 바랍니다.

2021.07.13 - [전자회로의 이해/Basic] - 전압과 전류, 전력과 에너지 / 회로이론 기초

전압과 전류, 전력과 에너지 / 회로이론 기초

 

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독립 전류원(dependent current source)

 

독립전류원은 동그라미 안에 화살표 즉 전류의 방향을 기재하고 있습니다. 독립 전류원도 위에 언급했듯이 전류원 양단에 걸리는 전압에 무관합니다.

 

그리고 교류 독립 전류원인 경우에도 전류원 기호에 정현파 표시가 안에 들어가 표시됩니다.

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종속 전원(dependent source)

 

종속 전원은 독립 전원들과 다르게 회로 내부의 다른 전압이나 전류에 의해 결정되는 전원입니다.

더 상급 교재인 전자회로나 연산 증폭기 챕터에서 사용됨을 확인 할 수 있습니다. (궁금하다면 이 작은 섹션 하단에 링크를 참조하시면 되겠습니다.

 

 

종속 전원은 다이아몬드 형태로 표시하게 되며 4가지의 종속 전원의 종류가 있습니다.

위 사진에서 (a)는 전류 제어 전류원 (b)는 전압제어 전류원 (c)는 전압제어 전압원 (d)는 전류제어 전압원이 됩니다.

 

4가지의 종속 전원에서 뒤에 있는 I, V는 제어전류와 제어 전압을 의미하고 앞에 있는 상수는 비례상수가 됩니다.

{(a),(c) -> K : 단위없는 비례 상수} {(b) -> g : A/V인 비례상수} {(d) -> r : V/A 인 비례상수}

 

2021.07.02 - [전자회로의 이해/Basic] - 전자회로에서 표현하는 증폭기란?

전자회로에서 표현하는 증폭기란?

 

 

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원(源, Source)의 의미

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회로를 학습을 할때 Source 즉 원(源) 이라는 이 한글자의 의미를 이해하는 것이 중요하다 봅니다. 예를 들어서 Source Follower, MOSFET의 게이트, 드레인, 소스(Source), Source, 독립 전압원, 종속 전압원이라는 말을 많이 듣고 그냥 그런갑다 하는 경우로 넘어갈 수 있지만 어떠한 학문을 이해를 할 때는 한단어의 의미도 상당히 도움이되고 재미있게 근접하는데에 도움이 많이 될 것입니다.

 

그래서 전압원, 전류원할 때 이 "원"의 의미는 무엇을 의미할까 라는 의문점으로부터 알아보기로 했습니다.

 

源(근원 원)이라는 한자는 原(근원 원)과 삼수변이 합쳐진 의미인데 근원, 원천(source, origin)이라는 의미를 따로 표현하기 위한 것이 源이 되었습니다.

source도 근원, 원천, 출처, 지급인, 출처를 명시하다라는 다양한 뜻을 가지고 있지만 회로 이론 또는 전자회로의 학문에서의 source의 의미는 전압이나 전류를 공급하는 근원이나 원천이라는 것으로 해석할 수 있습니다.

 

좋은 내용만을 정리하려다보니 시간이 오래걸리고 모든 그림들을 그려야하는 것들 때문에 시간이 다소 오래 걸립니다.

읽어주셔서 감사합니다.

 

 

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