Week 5 전기전자회로(I) - senslab.co.krsenslab.co.kr/Class/%C0%FC%B1%E2%C0%FC%C0%DA%C8%B8%B7%CE_WK05.… · 3 Week 5 망전류법기본예제 R3 R2 Vs SOURCE VOLTAGE R4 R1 기계설계자동화공학부김정한

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Week 5

전기전자회로(I)

기계설계자동화공학부 김정한 www.senslab.co.kr 전기전자회로(I), 2010 1학기 1

Week 5

회로망해석 - 망전류법

독립변수로 망전류(Mesh Current) 를 사용하고, KVL 을 적용한다.

방정식의 수는 망의 수와 일치한다.

KVL에 의해 폐회로 상에서 걸리는 전압의 합이 0 이어야 한다.

망전류(Mesh Current)를 계산한 후 모든 분기 전류및 전압은 망전류로부터 구할 수 있다.


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Week 5

망전류법의 적용 및 절차

• 각 망의 전류를 일관성 있게 정의한다.

미지의 망전류는 시계방향으로 정의한다- 미지의 망전류는 시계방향으로 정의한다

- 기지의 망전류(전류원이 존재할 때)는 주어진 방향으로

• 미지의 망전류를 포함하는 각 망에 KVL을 적용하고, 각 전압을 하나 또는 그 이상의 망 전류의 합으로 나타낸다.

• 미지수의 개수 만큼 연립 방정식을 세운 후, 해를 구한다.


Week 5

노드 전압법 vs. 망전류법

노드전압법 망전류법노드전압법 망전류법

독립변수 노드전압 망전류

방정식 유도 KCL KVL

방정식 개수 노드개수-1-전압원개수

망개수- 전류원개수


개수 수

※ 실제 문제를 풀 때는 미지수의 개수 만큼 방정식을 세워야 한다.

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Week 5

망전류법 기본예제

R3

R2VsSOURCE VOLTAGE

R4

R1


중첩의 원리를 이용하여 전압을 계산

Week 5

예제 3.7

1V

R1

R4

R3

10V

9V

R2


4

Week 5

예제 3.8

6VR212V

R3R1

R4


Week 5

연습문제(P.86)

3126

xv 를 구하라 를 구하라xI

15V24V 6xI

5

15V60

6 xv+

−


5

Week 5

예제 3.9

R4

R1

Vs2 R2

Vs1

R3


R5

Week 5

연습문제

R3에 흐르는 전류를 구하여라(Voltage Div.를 이용한 결과와 비교)

R5

R2

Vs1

R1

R3

R4


Ω=Ω=Ω=Ω=Ω== kRkRkRkRkRVVs 5,8,1,7,4,12 543211

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Week 5

전류원을 가진 망해석

Step 1: 각 망의 전류를 일관성 있게 정의한다.

- 미지의 망전류는 시계방향으로 정의미지의 망전류는 시계방향으로 정의

- 기지의 망전류(전류원이 존재할 때)는 주어진 방향으로

Step 2: n개의 망과 m개의 전류원을 갖는 회로에는 (n-m)개의 독립된 방정식이 존재한다. 미지의 망전류는 (n-m)개의 독립변수이다. 전류원의 존재는 독립변수의 개수를 감소시킨다.

Step 3: 미지의 망전류를 포함하는 각 망에 KVL을 적용하고, 각 전압을 하나 또는 그 이상의 망 전류의 합으로 나타낸다.


압을 하나 또는 그 이상의 망 전류의 합으로 나타낸다.

Step 4: (n-m)개의 미지수를 갖는 연립 방정식의 해를 구한다.

Week 5

예제 3.10

전류원을 가진 망의 해석 1

VsR2Is

R4

R3R1


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Week 5

예제 3.11

전류원을 가진 망의 해석 2

Vs(t) Is(t)R3

R1 R2


Week 5

종속 소스를 갖는 회로의 해석

biV

RbRs RcBib

Is

1v 2v

biβ

)11(1bs

s RRvi += 02 =+

cb Rviβ

sb

ss

sb

bsb RR

RiRR

Rii+

=+

=/1/1

/1

oV


Constraint equation: 회로상의 전압 혹은 전류와 종속 소스를 연결 시켜주는 방정식

sbsb

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Week 5

예제 3.12

종속 소스를 갖는 회로의 해석

0.5A

R3

R2R1xv v 3v

32vvx =


Week 5

예제 3.13

종속 소스를 갖는 망의 해석

R3

R4R1

v1

SOURCE VOLTAGE

R5R2

VVx 2=

V


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Week 5

단원 종합문제 3.12

다음의 회로에서, 부하 RL에서 소모되는 전력을 구하여라.

Is

R2

R1

RvVs

R3 RL

부하


Week 5


다음의 회로를 망전류법으로 풀어보자

2A

3V

4 4

56

5V

8

2


10

Week 5


다음의 회로를 노드 전압법으로 풀어보자

2A

3V

4 4

56

5V

8

2


Week 5

R1


1RV+ −

R1

R4

R2

R3Vs1

1RVVA−+


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Week 5


SgRRkRRVV ms 2.0,440,330,2.1,50,6.5 4321 =Ω=Ω=Ω=Ω==

R2Vs

R4

R3R1

xv xmvg+

−


Week 5

노드전압법 및 망전류법에 대한 고찰

Node 전압법은 기본적으로 KCL을 적용하므로, 노드의 전압이 미지수이다 따라서 전류원만 있을 때 사드의 전압이 미지수이다. 따라서 전류원만 있을 때 사용하기 편하다.

망전류법은 기본적으로 KVL을 적용하므로, 망전류가 미지수이다. 따라서 전압원만 있을 때 사용하기 편하다.

전압원, 전류원이 섞여있을 때는 상황에 따라 적절


전압원 전류원이 섞여있을 때 상황에 따라 적절한 방법을 선택하라.

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Week 5

중첩의 원리

N개의 소스를 포함하는 선형회로에서, 각 분기 전압(또는 분기 전류)은 한 소스를 제외한 다른 모든 소스를 0 으로 놓아 그 소스만을 포함하는 회로의 해를 구하여 얻으로 놓아 그 소스만을 포함하는 회로의 해를 구하여 얻게 되는 N개의 전압(또는 전류)의 합에 해당한다.

V2

R

V1V1

R R

V2


Week 5

예제 3.14

중첩의 원리R2R1 R1 R2 R2R1

Vs

Is

R3 Vs R3 R3

Is


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Week 5

예제 3.15

중첩의 원리를 이용하여 R에 걸리는 전압을 구하여라

RbR

Rg

RbVg

R

Rg

R

RgIb

RbIb

Vg


Week 5

실험 WK05-1

A. 다음과 같은 회로를 구성하고 각 노드에서의 전압을 측정하고 각각의 저항에 흐르는 전류를 구하여라

R3

12V

R4

R1

Node 측정 V

a

b

c

a b

cf

저항 전류(계산)

R1(1k)

R2(3.3k)

R3(6.8k)


R212V

R5

d

ede

R4(4.7k)

R5(10k)

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Week 5

B. 망전류법을 이용하여 회로를 해석하여 각 저항에 흐르는 전류를 계산하고, 위에서 구한 측정치와 비교하여

실험 WK05-1

라저항 전류

R1

R2

R3

R4


R4

R5

Week 5

실험 WK05-2

A. 다음과 같은 회로를 구성하고 각 저항에 걸리는 전압을 측정하고 각각의 저항에 흐르는 전류를 구하여라

저항 저항에 흐르는 전류

R1

R2

R3

R4

R3Vs1

R2

6V R5

R1

12V

R4

Vs2


R4

R5

R2

저항값은 WK05-1과 같은 값을 사용할 것

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Week 5

B.(Report) 중첩의 원리를 적용하여 저항 R5에 걸리는전압을 계산하라 (전압원을 하나씩 소거하여 구한 후

실험 WK05-2

전압을 계산하라. (전압원을 하나씩 소거하여 구한 후두 성분의 합으로 구하여라)


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