전력 전력

(1)

전력 전력



전력 : 도체를 통해 전자를 이동시키기 위해서 단위시간 동안 한 일

P VI[W] P I

²

R V

²

/R P= VI[W], P= I

²

R=V

²

/R



전력량 : 시간 t 동안에 소비한 전력



전력량 : 시간 t 동안에 소비한 전력

전력량 = Pt[Wh]

(2)

1-5 길이 없어도 전류가 통한다?

커페시터

(3)

커페시터의 충전 과정 커페시터의 충전 과정



커패시터 용량이란? 전하를 저장하는 그릇이다



커패시터 용량이란? 전하를 저장하는 그릇이다.

그림 1 44 그림 1-44

(4)

커페시터의 방전 과정 커페시터의 방전 과정



커패시터는 에너지 저장소자로 기호는 C이고 단위는 F(Farad)이다 그림 1-45



커패시터는 에너지 저장소자로 기호는 C이고, 단위는 F(Farad)이다.

(5)



위 내용은 전지전자길라잡이 3장 용량성소자 내용의 일부임

 평형판의 용량

전장 Q



위 내용은 전지전자길라잡이 3장 용량성소자 내용의 일부임

전장:

유전율:

그림 3-4 A

E Q

 

o r



 

전압:

용량: [F]

전하

o r

A Q El l

V 



 





 

l C _ A

전하: Q CV

 커페시터의 전압-전류

dt t C dv dt

t t dQ

i ( ) ( )

)

(  

그림 3-7

(6)

그림 1-46

(7)

커페시터 전류 커페시터 전류

그림 1-47 그림 1 47

그림 1-48

(8)

1-6 분극(分極) 1-6 분극(分極)

분극 분극

그림 1-49



무극성 : 양전하와 음전하가 균형무극성 양전하와 음전하가 균형

그림 1-50



전기 쌍극자 분극된 구조



전기 쌍극자 : 분극된 구조



유전체 : 분극을 일으키는 물질

(9)

극성 분자 극성 분자



극성분자 : 선천적으로 분극되어 있는 분자 ex) 물 그림 1-52

극성분자 선천적 분극되어 있는 분자 ) 물

그림 1 53 그림 1-53



유전가열 : 물에 고주파 교류를 가해주면 물 분자가 쉴새 없이

회전하며 주위분자들과 마찰하여 열을 발생 ex) 전자레인지생 )

(10)

1-7 직렬 결합과 병렬 결합 1-7 직렬 결합과 병렬 결합

저항의 결합 저항의 결합

그림 1-54

그림 1-55



두 저항 R₁, R₂의 병렬결합 _R ^R¹ ^R²



 

(11)

그림 1-56림

(12)

전압원의 결합 전압원의 결합



직렬결합 : 전압 2배 전류 2개 전력 4배 전지수명 단축



직렬결합 : 전압 2배, 전류 2개, 전력 4배, 전지수명 단축



병렬결합 : 전압 일정, 전류 일정, 전력 일정, 전지수명 길어짐

그림 1-57 그림 1 57

(13)

그림 1-58

(14)

전기 감전

그림 1-59

전기 감전

(15)

그림 1-61

(16)



사람 내부 인체저항 : 500 Ω



전기와 접촉 시 접촉저항 : 20~30㏀

전류의 크기[mA] 감전의 정도

1

짜릿하게 느낀다.

5 10 20

상당히 통증을 느낀다.

참을 수 없을 정도로 고통스럽다 근육이 수축되며 움직일 수 없다.

20 50

근육이 수축되며 움직일 수 없다.

상당히 위험하게 된다.

치명적인 장애 내지는 감전사한다.

(17)

다음 내용은 전지전자길라잡이 다음 내용은 전지전자길라잡이

1장의 일부분임

(18)

1.3 직렬 및 병렬 결합

직렬 결합

그림 1-14

◆ 직렬 결합

전류가 같도록 결합된 형태

I R V

I R

V₁  ₁ , ₂  ₂

RI I

R R I R I R V V

V  ₁  ₂  ₁  ₂  ( ₁ ₂) 

2

1 R

R R  



ⁿ ⁽ ⁾

2

1 ^ ^ ^ ^



직렬 결합

 R R R_n R_i

R 

(19)

전압 분배 전압 분배

그림 1-16

◆ 전압 분배

전압은 저항에 비례하여 분배된다.

I R V_x  _x

Rn

R R I V



 



2 1

R V R

n x

x 



 







 



2 1

(20)

병렬 결합

그림 1-18

◆ 병렬 결합

전압이 같도록 결합된 형태

◆ 컨덕턴

2 1 R R

R     

Rn

R R

R ₁ ₂

1

1 1

1

1 

◆ 컨덕턴스

저항의 역으로 단위는 지멘스 [S]

] S [ 1 R

G    



Rn

R R R

2 1

1 1

1



1 1

2 1 2

1 2

1 1 1

1 1

1

1 또는

R R

R R R

R

R  

 











 ⁿ

i i

n G

G G

1 2

1 





(21)

전류 분배 전류 분배

◆ 전류 분배

전류는 저항에 반비례(컨덕턴스에 비례) 하여 분배된다

하여 분배된다.

V G I_x  _x

V G G

G

I  ( ₁  ₂  _n)

G V G

G

I_x G^x 

 





G G

G _n

x  1 2  

그림 1-20

(22)

단락과 개방 단락과 개방

◆ 단락(short)

R=0전류는 존재하나 전압은 0 전류는 존재하나 전압은 0

◆ 개방(open)

전압은 존재하나 전류는 0R=∞

전압은 존재하나 전류는 0

그림 1-23

(23)

2-1 자기력

자기력선



자력선 : 자기의 세기와 방향을 나타낸 것



자장 : 자력이 분포하는 공간

그림 2-1



자력방향 : 외부 - NS, 배부 – SN



N극과 S극은 항시 같이 존재



N극과 S극은 항시 같이 존재

(24)



전력선과 자력선은 유사하다



같은 극은 밀어내고, 다른 극은 당긴다.

(25)

자력선의 정렬 자력선의 정렬



두 개의 자석이 있을 때 상대방 자장방향에 자신의 자장을 일치하려고 한다.



고정자석과 회전자석 ex) 전동기

그림 2-3

(26)

자기 유도 자기 유도



자기유도 : 자성이 없는 물체가 자석에 의해 내부에 자기가 유도되어 일시적으로 자성을 가지는 것



자성체 : 자석에 의해 일시적으로 자성을 띠는 물체

그림 2-5

그림 2-4

(27)

2-2 자기는 전기의 그림자

암페어 법칙

2-2 자기는 전기의 그림자

암페어 법칙



암페어 법칙 : 도선에 전류가 흐르면 그 주위에 자장이 형성

그림 2-7

(28)



오른나사의 법칙 오른나사의 회전방향 자장의 방향



오른나사의 법칙 : 오른나사의 회전방향 ^– 자장의 방향 오른나사의 진행방향 – 전류의 방향

(29)

코일

그림 2-9

코일



코일은 도선을 둥글게 감아 만든 것으로 전자석로 사용되거나 인덕터라는 전기소자로 사용됨

전기소자로 사용됨

(30)



지구는 거대한 자석이다. 물질의 전자도 핵 주위를 공전하고 자전도 한다.

그림 2-10

(31)

지구의 N극과 S극 지구의 N극과 S극

그림

그림 2-11



지자기 세기 : 0.3~0.5G, NMR CT : 5~20kG, 여기서 단위는 가우스[G]

(32)

철새와 지자기

그림 2-12

철새와 지자기

그림 2-13

(33)

전자석 전자석



철심(또는 자심) : 코일 내에 자성체인 철을 삽입하여 자장의 세기를 크게철심( 는 자심) 일 에 자성체인 철을 삽입하여 자장의 세기를 게 만드는 것

그림 2-14

(34)

그림 2-15

(35)

그림 2-16

(36)

2-3 전기와 자기는 상생한다 2-3 전기와 자기는 상생한다



전기와 자기의 비교전기와 자기의 비

1.

전기는 음전하와 양전하가 따로 존재. 자기는 음극과 양극이 같이 존재

2.

전기는 직선적으로 뻗어나감. 자기는 폐루프를 그리는 곡선

3

전기는 동적(남성적) 자기는 정적(여성적)  ??

3.

전기는 동적(남성적). 자기는 정적(여성적)  ??

(37)

보수적인 자기(패러데이 법칙) 보수적인 자기(패러데이 법칙)



패러데이 법칙 자속의 변화를



패러데이 법칙 : 자속의 변화를 반발하는 방향으로 유도전류가 발생



유도전류 : 외부에서 유입되는 것이 아니라 페러데이 법칙에 의해 만들어지는 전류

의해 만들어지는 전류



유도전압 : 유도전류를 만들어 내는 전압

그림 2-17

(38)

변압기 원리 변압기 원리



스위치를 ON/OFF할 때만 유도전류 발생



교류전원을 사용하여 계속 크기와 방향을 교번하면 교류전류가 발생용

그림 2-18

(39)



변압기는 전압의 크기를 코일의 상대적인 권선수로 조절할 수 있다



변압기는 전압의 크기를 코일의 상대적인 권선수로 조절할 수 있다.



코일의 권선수와 전압은 비례, 전류는 반비례관계임



변압기는 전력을 생산하는 기기는 아니므로 전압과 전류의 변화는 반비례 하다.



V2/V1=n2/n1



I2/I1=n1/n2

그림 2-19

(40)

인덕터(inductor) 인덕터(inductor)



인덕터에 흐르는 전류가 변하면 자속이 변하며, 자속의 변화를 방해하는 방향으로 유도전류 발생하여 전류의 흐름을 방해



고주파일수록 인덕터 저항 값이 커진다.



커패시터와 반대 특성

(41)

맴돌이 전류 맴돌이 전류



암페어 법칙 : 전류에 의해 자속 발생, 패러데이 법칙 : 자속 변화에 의해 전류가 유도, 서로 대칭적인 관계

그림 2-21

(42)

(43)



변압기 철심이 맴돌이 전류에 의해 전력이 열 발생으로 낭비됨.

 얇은 철판을 겹쳐 사용하여 전력손실을 줄임

그림 2-23

(44)

2-4 전자기가 부리는 조화

플래밍 법칙

2-4 전자기가 부리는 조화

그림

플래밍 법칙

그림 2-24

(45)

그림 2-25

(46)



균일한 자장 내에 도체의 직선운동은 한계가 있다.  회전운동으로 해결

(47)

스피커 스피커



스피커 : 전기 에너지를 음향 에너지로 변환시키는 장치피커 전기 에너지를 음향 에너지 변환시키는 장치



플래밍의 왼손법칙 이용

그림 2-27

(48)

그림 2-28

그림 2-29



콘 스피커 : 고주파 특성이 안 좋음, 혼 스피커 : 저주파 특성이 안 좋음 돔 스피커 : 중고음 용

(49)

이어폰 이어폰

그림 2-30

(50)

마이크로폰 마이크로폰



플래밍 오른손법칙 이용, 스피커와 반대



진동판의 진동은 코일을 움직이게 하여 유도전압을 만들어 냄

(51)

그림 2 32 그림 2-32

(52)

인터폰

그림 2-31

인터폰

그림 2-32

(53)

테스터

그림 2-33

테스터

그림 2 33