전자회로 기초 - 전원

전원이란?

• 전자회로에서 전기적 에너지를 공급하는 장치이다.
• 전압원: 공급하는 전기 에너지를 전압 기준으로 제공한다.
• 전류원: 주변 회로와 관계없이 일정한 전류를 공급한다.

교류 전압원과 직류 전압원

• 가정용 전기는 전압이 일정하므로 전압원이다.
• 가정 공급 전압은 교류이므로 교류 전압원(AC)이다.
• 전압이 시간에 따라 변하지 않는 전원은 직류 전압원(DC)이다.
• AC 어댑터는 교류를 직류 전압원으로 변환한다.

직류/교류 전압원 기호

직류 전압 그래프

주파수와 주기

• 정현파는 v = Vm sin(ωt)로 표현된다.
• 1주기: 파형이 양·음을 거쳐 원점으로 돌아올 때까지이다.
• 주기(T)와 주파수(f) 관계: f = 1/T [Hz]이다.
• 교류에서 1주기는 360°로 정의된다.

최대치와 실효치

• 교류도 직류처럼 일을 한다.
• 최대치 V_m, 실효치는 V_m/√2이다.
• 실효치는 대문자 V로 표시하며, Vm = √2·V이다.

교류 전압 파형

위상

• v₂ = Vm sin(ωt)에서 v₁ = Vm sin(ωt + θ)로 바뀐다.
• θ는 위상각이며, 두 파형 사이의 차이 Φ를 나타낸다.
• 지상은 위상이 느리고, 진상은 위상이 빠르다.
• 직류에서는 위상차가 없다.

전압·전류 표시법

• a와 b 사이 전압은 b → a 방향 화살표로, 값은 중간에 표시한다.
• 직류: V가 +이면 a가 더 높은 전압이다.
• 교류: 특정 시간 기준 화살표로 방향 표시한다.
• 전류는 흐르는 방향을 따라 화살표로 표시한다.

기호 정리

• V, I: 직류 또는 실효치이다.
• v, i: 교류의 순시값이다.

직렬/병렬 전압원

• 직렬 접속: V = V1 + V2이다.
• 병렬 접속: 전압이 다르면 병렬 접속이 불가하다.

보충 개념 정리

정가 시간 / 부가 시간

• 정가 시간: 파형이 시작되는 순간이다.
• 부가 시간: 경과된 시간이다.

정현파 (Sinusoidal wave)

• 수식: x(t) = A cos(2πf₀t + φ)이다.
• 원 위 회전 기반 파형이며 사인파, 코사인파를 포함한다.
• 진폭: 회전 원의 반지름이다.
• 주파수: 회전 속도이다.
• 위상 변이: 시작 위치이다.

라디안 주파수 (ω)

• 각도 단위: Degree 360°, Radian 2π, Gradian 400이다.
• 라디안 주파수: ω = 2πf이다.

Φ (Phi)

• 그리스 문자로 ‘피’라고 읽는다.

---

📌 참고 이미지 링크: 여기 클릭