9주 강의

(1)

Ch. 4 전자공학(Electronics) 4.1 전자부품 / 94

4.3 출력 / 98

4.7 작동의 지연 /106 축전기 / 107

9주 강의

(2)

4.1 전자부품 – p94

1. 현대의 전자 공학

오늘날의 생활은 전자 공학으로 채워져 있다.

 T.V, 전화기·라디오·로봇·컴퓨터·자동차·비행기·미사일 카메라·위성·오디오· VCR·세탁기 등 .

 전자 제품들을 이루는 낱낱의 회로부속을 전자 부품 (electronic components)이라고 함.

전자 부품은 소형화되는 추세

 작은 부품에는 소형 저항기·축전기 및 현대적 시스템의 마

이크로칩(micro-chip) 안에 있는 트랜지스터(transistor)등이

있다.

(3)

2. 시스템

스테레오 시스템·중앙 난방 시스템·인체 시스템·교통 시스템 등은 모두 많은 부분 또는 부품으로 이루어져 있고, 이들 부분 또는 부품들이 서로 연결되면 작동

시스템(system)을 구축한다.

 개개의 부품을 언급하기보다는 시스 템을 말하는 것이 훨씬 간편.

ex) 중앙 난방시스템, 스테레오 시스템.

대부분의 전자 시스템 안에는 마이크로칩 등의 부 시스템(sub-system)이 있고

이들 각각은 또 여러 전자부품들로 구성

되어 있다.

(4)

3. 입력·처리·출력 – p95

복잡한 전자 시스템을 세 가지 기본적인 단계로 나누어 생 각하면 편리.

① 시스템이 시작 되도록 하는 입력(input) 단계

② 원하는 출력이 나오도록 입력을 바꾸어 주는 처리(process) 단계

③ 원하는 결과를 내주는 출력(output) 단계 ex) 스테레오 시스템

입력 단계 CD, USB, tape를 끼우는 과정 처리 단계 증폭기 과정

출력 단계 스피커에서 소리가 나오는 과정

(5)

시스템은 block diagram으로 나타낼 수 있음.

블록 사이의 화살표는 한 단계에서 다른 단계로 정보가 전기적으로 어떻게 흘러가 는지를 나타낸다.

오디오 시스템.

입력 픽업 카트리지가 레코드 판 홈의 위 아래를 구별하여 이것들을 아주 작은 전 기적 신호로 변환하면(입력), 스피커에서 소리가 날 정도로 이들을 강하게 바꾸는 증폭기로 들어간 후(처리), 그 전기적 에 너지가 소리 에너지로 변환되는 스피커로 나오게 된다(출력).

 입력·처리·출력 기구를 한데 모으는 방 법은 여러 가지가 있다.

(6)

4.3 출력 – p98

1. 출력 도구

에너지 변환이 일어나는 출력을 보고 전자 시스템의 기능을 이해할 수 있다.

에너지를 한 형태에서 다른 형태로 전 환시키는 도구를 변환기(transducer)라 고 한다.

출력 변환기에서는 전기적 에너지가 한 형태에서 더 유용한 다른 형태로 전환 된다. 이 출력 변환기는 아날로그나 디 지털 어느 것에서도 가능

ex) 숫자 나타내기, 버저 울리기, 경고 등 깜빡이기, 미터계 읽기 등이 있다.

(7)

2. 빛의 연속 –p98

불빛은 어떤 것에 주목하게 하거나 위험을 알리는 데에 유용한 도구 이다. 어느 전기 회사는 필라멘트 전구, 빛을 발산하는 다이오드

(LED, Light Emitting Diode)와 저항기에 대한 정보를 수집하여 최 상의 전기 부품 배열 방법을 연구한 후 광고 게시판에 불 4개를 사 용하는데, 그 때에는 6 V짜리 직류 전원이 사용되었다.

(8)

4.4 디지털 숫자의 표시– p100

1. 전구·LCD·LED 숫자를 나타낼 방법

전구가 가장 적합한 부품으로 보이지만, 이것은 에너 지를 너무 많이 사용하고 또 쉽게 망가진다는 단점.

액정 표시(LCD; Liquid Crystal Display)는 빛을 방출하지 않고 단지 반사하기 때문에 아주 적은 양의 에너지만을 쓴다.

 디지털 시계가 어둠속에서 숫자를 표시할 때도 작은 전구만 있으면 된다. LCD는 저온에서 제대로 작동하지 않고 손상이 잘 간다는 단점에도 불구하고 널리 이용 되고 있다.

 광 발산 다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 이 두 가지의 장점, 즉 알아보기가 쉽다는 것과 에너지 소 비가 적다는 장점을 모두 지니고 있다.

(9)

2. 숫자 만들기

“8”의 모양을 만드는 조각 7 개로 0부터 9까지의 숫자를 표시한다. 이것을 7조각 표시 (seven segment display, 그 림 4.13)라고 하며, LCD

와 LED에 쓰인다.

LED 표시에서는 단일 다이오

드가 편의상‘a’부터 ‘g’까지

표기되는 각 조각을 비추는

데 사용된다.

(10)

4.7 작동의 지연

1. 광센서 스위치(light-sensor switch)

가로등이 날이 어두워지면 켜지고 날이 밝으면 꺼지 도록 가로등 맨 위에 광센서 스위치가 부착됨.

광센서는 빛의 양이 어느 정도 이하로 떨어지면 가로 등의 회로를 작동시키도록 제작되어 있음.

대낮에 새가 우연히 광센서 위에 앉을 때 빛이 차단되 어 불이 켜져 있는 문제를 해결하기 위해서는

가로등 광 센서의 작동시간을 몇 분 정도 늦추게 하는 전자부품을 추가하면 된다.

 어느 정도의 시간이 경과할 때까지 가로등이 점등되 지 않도록 한다.

이러한 용도에 사용하는 것이 축전기 이다.

(11)

2. 축전기(Capacitor)

전자 회로의 작동을 조금 늦추게 하면 편리할 때가 있다.

이 때 사용하는 부품이 축전기이다.

 이것은 전기로 하전된 전기적 저장 탱크와도 같은 것으로

 배터리나 전원과 연결되어 있으면 점진적으로 전하를 채운다.

축전기에 전하가 축적될 때는 축전기 양끝의 전압도 점진적으로 증가하 여 결국에는 전원의 전압과 같은 값에 도달한다.

이 값에 도달하는데까지 걸리는 시간은 farad(F)의 단위로 측정되는 축전기의 용량과, 축전기에 직렬로 연결되는 저항기의 저항값에

의존한다.

(12)

축전기의 이러한 특징을 물탱크에 물을 채우는 데에 걸리는 시간과 비교

 이 시간은 물탱크의 용량과 수도관의 지름에 따라 달라질 것임.

탱크의 용량이 크고 관의 지름이 작아 저항이 클수록 그 시간은 오래 걸릴 것 이다. 이와 마찬가지로, 축전기의 용량이 크 고 저항값이 클수록 그 축전기를 전원의 전압까지 채우는데에는 시간이 더 오래 걸린다.

 축전기는 입력 변환기와 결합되어 출 력작용의 과정을 늦출 수 있다.