28 - 28장. 회로 28-1,2 전하 “펌핑”; 일,...

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Unformatted text preview: 28장. 회로 28-1,2 전하 “펌핑”; 일, 에너지, 그리고 기전력 1. 기전력(electro-motive force: emf)과 기전력장치 두 단자 사이에 전위차를 유지시켜 주는 능력(힘) emf는 전압단위로 표시 기전력을 주는 장치를 전력장치라 함. 2. 전력 장치들 전지, 발전기, 태양전지, 연료전지, 열전대(thermopile) 등 이들을 보통 “전원”이라고 부름 28-3∼6 회로 속의 전류, 전위차 셈하기(키르히호프 회로법칙) 1. 키르히호프(Kirchhoff) 회로법칙 1) 키르히호프 전압법칙 (고리 규칙) 닫힌 회로를 이루는 소자에 걸린 전위차를 모두 더한 값은 0. (◂에너지 보존법칙) ℇ - iR = 0 2) 키르히호프 전류법칙 (접점 규칙) 회로의 어느 곳에 들어오는 전류를 모두 더한 값은 그곳에서 나가는 전류를 모두 더한 값과 같다. ( ◂ 전하보존법칙) i 1 + i 3 = i 2 또는 i 1 - i 2 + i 3 = 0 2. 전원의 내부저항 1) 내부저항이 전류에 미치는 효과 ℇ - ir - iR = 0 (전압법칙) ℇ ⇒ i = R+r ∴ 회로에 실제로 흐르는 전류 값이 줄어든다. 2) 내부저항이 저항 R 에 걸리는 전압에 미치는 효과 V R = iR = ℇ ( R R+r ) <ℇ ∴ 저항에 실제로 걸리는 전압( V R )은 전원의 기전력( ℇ ) 보다 낮아짐. 3. 직렬연결 저항의 등가저항 전압법칙: ⇒ ⇒ ℇ - iR 1 - iR 2 - iR 3 = 0 i= ∴R ℇ R 1+R 2+R eq ≡ 3 3 ℇ R eq n [ 정의] = R 1+R 2+R •직렬연결 저항의 등가저항: 4. 병렬연결 저항의 등가저항 R 직렬등가 = ∑R j=1 j 전류법칙: 오옴법칙: ⇒ ⇒ i = i1+ i2+ i i1= ℇ , R1 3 i2= ℇ , R2 i3= ℇ R3 ℇ R eq [ 정의] i=ℇ ∴ ( 1 1 1 + + R1 R2 R3 ) ≡ 1 1 1 1 = + + R eq R1 R2 R3 1 •병렬연결 저항의 등가저항: n R 병렬등가 =∑ j=1 1 Rj 28-7 전류계와 전압계 1. 전류계 - 회로 속에 끼워 넣어 전류를 잼 - 내부저항이 아주 작아야 잰 값이 정확함 (왜?) 2. 전압계 - 탐침을 두 점에 붙여 전위차를 잼 - 내부저항이 아주 커야 잰 값이 정확함 (왜?) 28-8 RC회로: 축전기의 충전과 방전 1. 충전 방정식: 스위치가 a에 있을 때 q ( 0) = 0 (초기조건) i= dq dt ⇒R dq q + =ℇ dt C q & ℇ - iR - C = 0 초기조건에 맞는 해 q ( t ) = C ℇ ( 1 - e - t/RC ) ⇒ i( t ) = dq = dt ( ℇ )e R - t/RC R = 2000 Ω, C = 1 μ C, ℇ = 10 V •시간상수: τ = RC (지수함수가 되는 시간; 충전 및 방전의 속도를 결정함) q (τ) = C ℇ ( 1 - e - 1 ) ≈ ( 0.63) C ℇ [ 0.63×초기값] 2. 방전방정식: 스위치가 b에 있을 때 q (0) = q 0 (초기조건) R dq q + =0 dt C 초기조건에 맞는 해 q = q0 e - t /RC ⇒ i= q0 dq e =dt RC ( ) - t /RC 시 간상수 τ ≡ RC (◂ 되는 시간)가 지난 뒤 남은 전하량: q ( τ) = q 0e -1 = ( 0.37) q 0 [ (0.37)×초기값] ...
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