[부산 인력개발원 Harman 과정]전자회로 해석 및 설계 2

전력

전력이란

-> 단위시간당 한 힐(소모한 에너지)

->에너지의 단위[ J ]

->단위시간당 에너지 변화율

->단위 [W][J/sec]

 

전력 P = Q(전하량)*V(전압) / t = V( 전압)*I(전류)

 

최대 전력 전달이란?

아래와 같은 테브난 등가회로에서 부하 Rl에 최대 전력을 공급하는 조건은 회로의 테브난 저항 Rth와  Rl값이 같을 때 최대 전력이 전달된다. 

 

이러한 현상을 PSIPCE를 통해 검증해봤다

 

먼저 어떤 부품 값을 변경시키면서 그래프로 확인 할 수 있는 DC Sweep을 써서 테브난 등가 회로에서 Load 저항에서 소모되는 Power를 측정해보자 

 

 

간단하게 5V 전압원에 출력저항 100옴 짜리 그리고 {R}값 을 변경시켜서 DC Sweep으로 저항 값을 변경시키면서 확인해보면 

(※ PSPICE에서 어떠한 값을 변수로 사용하려면 {}안에 변수로 쓸 것들을 넣어놔야함)

 

Load 저항이 설정한 테브난 저항값인 100 옴의 값을 가질 때 해당 Load 저항에 최대 전력을 소모하는 것을 나타냄 

 

정현파

 

각속도란?

-> 1초동안 회전한 각도를 뜻함 

ω로 표시함 [rad/sec]

주기란?

-> 1 cycle의 변화에 필효한 시간을 뜻함

T로 표시함 [sec]

 

T = (2 * 𝛑) /ω [sec]

 

주파수란?

-> 1초동안 반복되는 cycle의 수 

f로 표시함 [Hz]

 

주기, 주파수, 각속도 간의 관계

 

위상이란?

-> 사인파의 시간적 지현 현상을 각으로 표현한 것

 

정현파는 진폭, 각주파수, 위상 3가지의 값으로 완전 규정 가능

 

 

 

실효값이란?

-> 주기파를 이용하여 직류와 동일한 열량을 발생시킬 때의 값

 

어떠한 값의 rms 값은 해당 크기와 같은 값의 DC값과 동일한 Power를 공급함

 

 

※sin파의 rms값은 진폭의 70.7% 지점 값임 

 

 

PSPICE를 이용한 Simulation

Sin Pulse 생성 -> source library에서 Vsin 배치

VOFF == offset voltage

VAMPL == Amplitude

FREQ == Frequency를 뜻함

Vsin 전압원의 property 창에서 DF(Damping Factor) 값을 수정했을 때

Pulse 전원

 

V1 : 논리 0에 해당하는 전압

V2: 논리 1에 해당하는 전압

TD: time delay

TR: rising time:

TF: falling time

PW: 펄스폭

PER: 주기

해당 저항에 걸리는 전압을 확인했을 때

simulation 환경에서 제공하는 FFT(Fast Fourier Transform)기능을 사용했을 때

FFT를 통해 주파수 축으로 신호 분석 가능

 

 

simulation을 통한 실효값 power 테스트

 

2개의 회로에서 1개는 DC 전압 100V, 다른 회로에는 AC 100Vrms 값을 설정하고 각 저항에서 소모되는 Power를 확인했을 때 

 

두 회로에서 출력되는 Power 값은 동일한 것을 확인할 수 있다.