AC 회로의 수동 부품

AC 회로의 수동 부품

수동 부품은 적용된 전력을 감소시킬 수만 있고 증가시킬 수는 없는 회로 장치입니다.

전기 및 전자 회로는 다양한 구성 요소를 함께 연결하여 완전한 폐쇄 회로를 형성하는 것으로 구성됩니다. 모든 회로에 사용되는 세 가지 주요 수동 구성 요소는 저항기 , 커패시터 및 인덕터 입니다 . 이 세 가지 수동 구성 요소에는 모두 한 가지 공통점이 있습니다. 즉, 회로를 통한 전류 흐름을 제한하지만 방식은 매우 다릅니다.

전류는 두 가지 방법 중 하나로 회로를 통해 흐를 수 있습니다. 한 방향으로만 흐르면 직류(DC)로 분류됩니다. 전류가 앞뒤로 양방향으로 교번하는 경우 교류(AC)로 분류됩니다. 회로 내에서 임피던스를 나타내지만 AC 회로의 수동 구성 요소는 DC 회로의 수동 구성 요소와 매우 다르게 동작합니다.

수동 구성 요소는 전기 에너지를 소비하므로 여기에 적용되는 전기 신호의 전력을 늘리거나 증폭할 수 없습니다. 단순히 수동 구성 요소이므로 항상 1보다 작은 이득을 갖기 때문입니다. 전기 및 전자 회로에 사용되는 수동 부품은 아래와 같이 무한한 방식으로 연결될 수 있으며, 이러한 회로의 작동은 서로 다른 전기적 특성 간의 상호 작용에 따라 달라집니다.

AC 회로의 수동 부품

 

 

여기서 R 은 저항, C 는 커패시턴스, L 은 인덕턴스입니다.

DC 또는 AC 회로에 사용되는 저항은 공급 주파수에 관계없이 항상 동일한 저항 값을 갖습니다. 이는 저항기가 무한 커패시턴스 C = 및 제로 인덕턴스 L = 0 과 같은 기생 특성을 갖는 순수 저항기로 분류되기 때문입니다 . 또한 저항성 회로의 경우 전압과 전류는 항상 동위상이므로 특정 순간에 소비되는 전력은 전압에 해당 순간의 전류를 곱하여 찾을 수 있습니다.

반면에 커패시터와 인덕터는 리액턴스 ( XL 및 X C )로 알려진 다른 유형 의 AC 저항을 갖습니다 . 리액턴스는 또한 전류의 흐름을 방해하지만 저항기가 고정된 저항 값을 갖는 것과 마찬가지로 하나의 인덕터 또는 커패시터에 대한 리액턴스의 양은 고정된 양이 아닙니다. 인덕터나 커패시터의 리액턴스 값은 공급 전류의 주파수와 부품 자체의 DC 값에 따라 달라집니다.

다음은 AC 회로에서 일반적으로 사용되는 수동 부품 목록과 해당 값 또는 회로 전류를 찾는 데 사용할 수 있는 해당 방정식입니다. 이론적으로 완벽한(순수한) 커패시터 또는 인덕터에는 저항이 없습니다. 그러나 실제 세계에서는 아무리 작더라도 항상 저항 값을 갖습니다.

순수 저항성 수동 부품

저항기  - 저항기는 특정 경로를 통한 전류 흐름을 조절, 방해 또는 설정하거나 이 전류 흐름의 결과로 전기 회로의 전압 감소를 부과합니다. 저항기는 단순히 저항 ( R ) 이라고 하는 임피던스 형태를 가지며 , 저항기의 저항 값은 옴, Ω 단위로 측정됩니다 . 저항은 고정 값 또는 가변 값(전위차계)일 수 있습니다.

 

순수 용량성 수동 부품

커패시터 - 커패시터는 소형 배터리처럼 전하의 형태로 에너지를 저장할 수 있는 능력 또는 "용량"을 갖는 구성 요소입니다. 커패시터의 커패시턴스 값은 Farads, F 로 측정됩니다 . DC에서 커패시터는 무한(개방 회로) 임피던스( XC ) 를 갖는 반면, 매우 높은 주파수에서는 커패시터의 임피던스가 0(단락)입니다.

 

순수 유도성 수동 부품

인덕터 – 인덕터는 코일을 통과하는 전류의 직접적인 결과로 자체 내부 또는 중앙 코어 내부에 자기장을 유도하는 와이어 코일입니다. 인덕터의 인덕턴스 값은 Henries, H 로 측정됩니다 . DC에서 인덕터는 임피던스가 0(단락)인 반면 고주파에서 인덕터는 무한(개방) 임피던스( XL ) 를 갖습니다 .

직렬 AC 회로의 수동 부품

AC 회로의 수동 부품은 직렬 조합으로 함께 연결되어 그림과 같이 RC, RL 및 LC 회로를 형성할 수 있습니다.

시리즈 RC 회로

 

시리즈 RL 회로

 

시리즈 LC 회로

 

병렬 AC 회로의 수동 부품

AC 회로의 수동 부품을 병렬 조합으로 함께 연결하여 그림과 같이 RC, RL 및 LC 회로를 형성할 수도 있습니다 .

병렬 RC 회로

 

병렬 RL 회로

 

병렬 LC 회로

 

수동 RLC 회로

AC 회로의 세 가지 수동 구성 요소는 모두 아래와 같이 직렬 RLC 및 병렬 RLC 조합 으로 함께 연결될 수도 있습니다 .

시리즈 RLC 회로

 

병렬 RLC 회로

 

위에서 AC 회로의 수동 부품은 주파수( f ) 의 영향으로 인해 DC 회로에 연결되었을 때와 매우 다르게 동작한다는 것을  확인했습니다  . 순수 저항성 회로에서 전류는 전압과 동위상입니다. 순수 용량성 회로에서는 커패시터의 전류가 전압보다 90o 앞서고 순수 유도성 회로에서는 전류가 전압보다 90o 뒤 집니다 .

AC 회로에서 수동 부품을 통한 전류 흐름에 대한 반대는 저항기 의 경우 저항 R , 커패시터 의 경우 용량 성 리액턴스 X C , 인덕터의 경우 유도 리액턴스 X L 이라고 합니다 . 저항과 리액턴스의 조합을 임피던스 라고 합니다 .

 

직렬 회로에서 회로 구성요소에 걸친 전압의 페이저 합은 공급 전압 V S 와 같습니다 . 병렬 회로에서 각 분기에 흐르는 전류의 페이저 합은 각 회로 구성 요소를 통해 공급 전류 IS 와 같습니다 .

병렬 및 직렬 연결된 RLC 회로 모두에 대해 공급 전류가 공급 전압과 "동위상"일 때 회로 공진은 X L  = X C 로 발생합니다 . 직렬 공진 회로는 억셉터 회로 로 알려져 있습니다 . 병렬 공진 회로는 리젝터 회로 로 알려져 있습니다 .