오늘은 저항, 커패시터, 인덕터에 대해 알아 보았다.
1. 저항(Resistor)
1-1) 저항(Resistor)은 왜 필요할까?
– 저항은 전류의 흐름을 적당하게 제한하기 위해서 사용되는 부품이다.
– 옴의 법칙에 따라서 일정한 전압이 걸렸을 때 적당한 전류를 흐르게 하는 저항 값을 선택하면 된다.
1-2) 저항 전력(Power) 소모
– 저항에 전류가 흐르면 전력 소모가 발생 -> 소모된 에너지는 열(heat)의 형태로 방출
– 정격 전력 : 저항이 파손되지 않는 최대 전력 (예 : 1/2W, 1W, 2W 등)
* 저항의 정격 전력 규격은 주로 저항 패키지의 외관(모양이나 크기, 재료 등)에 의해 결정된다.
* 실제 회로에서는 일반적으로 필요한 전력보다 2배 정도 큰 정격 전력을 가지는 저항을 사용한다.
* 저항의 정격 전력보다 큰 전력 소모가 발생한다면 저항이 파손된다.
1-3) 저항의 연결형태 : 직렬 연결과 병렬 연결
– 저항을 직렬로 연결하면 전체 저항 값은 커진다.
– 저항을 병렬로 연결하면 전체 저항 값은 작아진다. (다 아는 사실이므로 넘어감)
* 저항 여러 개를 연결하는 이유는 표준 저항 값에 없는 저항 값을 만들기 위해서이다.
* 저항 여러 개를 직렬 또는 병렬로 연결하면 전체 저항 값의 오차는 확률적으로 줄어든다.
* 저항 여러 개를 직렬 또는 병렬로 연결하면 전체 저항 값에 대한 정격전력은 커진다
-> 발열 분산 효과 때문
2. 커패시터(Capacitor)
– 커패시터 = 콘덴서(저주파에서 사용되는 용어, 큰 전류에서)
– 커패시터는 에너지를 전압의 형태로 저장하는 역할 -> 전압을 충전, 방전
2-1) 평판 커패시터의 구조
– 평판 커패시터는 가장 기본적인 커패시터의 구조이다.
– 두 금속판 사이가 유전 물질에 의해 절연되어 있는 구조이다.
– 큰 용량의 커패시터를 만들기 위해서 유전율이 높은 유전체를 사용하고 도전체의 면적을 넓게 만들어야 한다.
* 용량은 면적에 비례하고, 도체판 사이의 거리에 반비례한다.
2-2) 커패시터는 왜 필요할까
– 에너지 저장
* 전압을 충전하거나 방전한다.(ex DRAM에서는 메모리를 저장한다.)
– Signal Coupling(AC Coupling) Capacitor
* 직류(DC)신호는 차단, 교류(AC)신호는 통과 -> 직류 신호와 교류 신호 분리 역할을 한다.
– Decoupling or Bypass Capacitor
* 회로에 노이즈를 분리(decouple)하고, 안정 된 직류 전원만 통과(Bypass)되도록 하는 역할을 한다.
-> 커패시터를 GND에 연결해 노이즈를 흘려줌(노이즈는 교류신호이므로 통과한다.)
2-3) 커패시터의 연결형태 : 직렬 연결과 병렬 연결
– 커패시터를 직렬로 연결하면 전체 저항 값은 작아진다.
– 커패시터을 병렬로 연결하면 전체 저항 값은 커진다. (다 아는 사실이므로 넘어감)
* 커패시터 여러 개를 직렬 또는 병렬로 연결하면 표준에 없는 값을 만들 수 있다.
* 커패시터 여러 개를 직렬 또는 병렬로 연결하면 전체 저항 값의 오차는 확률적으로 줄어든다.
* 커패시터 여러 개를 직렬 또는 병렬로 연결하면 전체 저항 값에 대한 정격전력은 커진다
-> 발열 분산 효과 때문
3. 인덕터(Inductor)
– 인덕터 = 코일(저주파에서 사용되는 용어, 큰 전류에서)
– 인덕터는 에너지를 전류의 형태로 저장하는 역할 -> 전류를 충전, 방전
– 인덕턴스 – 도선에 전류가 흐를 때, 그 전류의 변화를 막으려는 정도, 단위는 H(헨리)
3-1) 인덕터는 왜 필요할까
– 인덕터는 전류의 변화를 지연시키려는 특성이 있다. -> 전원 회로, 평활 회로(Smoothing circuit)
– 인덕터는 고주파 성분은 잘 통과시키지 않는다. -> 필터 회로, 고주파 노이즈 제거 용도 -> 고주파 필터 효과
– 인덕터는 커패시터와 함께 사용하면 특정 주파수 성분만 통화시키거나 통과시키지 않는다. -> 공진회로
3-2) 인덕터의 연결형태
– 저항과 비슷
4. R, L, C 단위 소자 특성
– 저항은 주파수와 무관하게 일정 저항 값을 가지며, 커패시터와 인덕터는 주파수 값에 따라 저항이 변하는 주파수 가변 저항이다.
* 리액턴스(Reactance) : 주파수 성분이 있는 저항을 이야기 한다. (교류에서)
* 임피던스(Impedance) : 저항과 리액턴스를 합한 값이다. 주파수에 관계 없는 값 R + 주파수에 따라 크기가 변하는 리액턴스 값 X로 나누어 진다. (Z = R +jX)
5. 임피던스(Impedance)
– 교류 회로에서 인가 전압 및 회로에 흐르는 전류의 비율을 임피던스라고 한다.(복소수 평면)
표현 방법
복소 평면에서 해석 (크기와 방향)
5-1) 회로 내 임피던스 계산 법
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