회로를 구성하는 소자 중 수동소자(저항, 인덕터, 커패시터)들의 개념과 기능 및 용도들을 설명해보자

문서 내 토픽

1. 저항

저항의 목적은 다양하게 있다. 첫 번째로 전압을 분배하는 것이다. 전력의 일부를 소비하지만 외부 회로 혹은 시스템이 정상적으로 작동할 수 있게 전위차를 발상시킨다. 두 번째로 바이어싱이다. BJT, FET, TR, 전자관에서는 바이어스가 한쪽 극 또는 접지 반대 부분 극에 의도하여 직류 전압을 가한다. 저항기 회로는 바이어스 기능을 수행할 수 있게 한다. 세 번째로 전류의 제한이다. 무선 신호를 수신하게 설계된 민감한 증폭기에 활용되거나 전원 공급기, 배터리 출력과 직렬로 연결이 이루어진 전류의 제한이다. 트랜지스터가 과 전력에 따라 열이 발생하지 않게 보호하고 트랜지스터 신호의 증폭 과정에 도움이 되지 않으며 성능을 악화시키는 과전류가 흐른다. 바이폴라 트랜지스터 이미터 접지 사이에 연결이 이루어진다. 네 번째로 전력의 소비이다. 전력을 열로써 소비하는 저항이 필요할 수도 있는데 하이파이 오디오 장치 등과 같은 전력 증폭기의 입력단에 사용된다. 가끔 회로의 입력신호를 만드는 증폭기를 구동하는 회로는 과도하게 높은 전력을 만들어내는데 저항은 증폭기에 입력신호가 과도하게 들어가지 않게 전력을 소비한다. 높은 입력신호를 회로가 공급하는 과 구동은 모든 증폭기에 있어 신호의 왜곡이나 효율 저하 등 문제를 일으킨다. 다섯 번째로 방전이다. 고전압 직류 전원장치는 리플이라고 알려진 전류의 맥동을 부드럽게 하려고 커패시터를 사용하는데 전하를 잠시 저장하고 전원장치에 따라 시스템이 꺼진 후 전원에서 총 출력 전압을 일시적으로 유지하기도 한다. 전원장치에 블리더 저항을 각 필터 커패시터와 병렬로써 연결하기도 한다. 저항은 커패시터에 축적된 전하를 소비하고 블리더 저항은 전원장치 동작에 영향을 주지 않게 높은 저항값을 가진다. 전원이 끊어진 후 잠시 커패시터의 방전을 위하여 낮은 저항값을 가지기도 한다. 여섯 번째로 임피던스 정합이다. 임피던스는 직류 저항에서 위상 표현을 더한 교류 회로에서의 합성 저항으로 증폭기가 두 개 결합하거나 증폭기 입출력 회로에서 저항이 복잡하게 응용되기도 한다. 증폭기 출력과 부하에도 적용되는데 증폭기가 최대 성능을 내기 위해서는 증폭기 출력과 다음 단계 입력이 이루어지는 그사이, 신호원과 증폭기 입력 사이에서의 임피던스가 정확하게 일치해야 한다.
2. 인덕터

인덕터는 도선을 감은 것을 의미하고 저항과 커패시터와 더불어 가장 기본적인 회로 부품이라 할 수 있다. 인덕터를 통과하는 전류는 자기장을 형성한다. 도선에 의하여 만들어진 자력선에 의하여 인덕터 주변에서 자기장이 형성돼 총자기장 방향은 S, N극을 띠게 된다. 두 개의 인접한 코일 주변에 존재하는 자력선은 코일이 서로 가까워지게 되면 단일 외부 경로로 편향하고 두 개 코일이 멀리 있으면 코일 사이 반대 방향으로 존재한다. 인덕터 가까이 코일이 인접하면 자기력선이 모두 더해져 나타나고 이에 따라 자기장 강도도 증가한다. 인덕턴스는 인덕터의 작용과 인덕터 용량을 나타내는 것이다. 인덕터는 보통 전선 코일로 구성되어 있으나 일정 길이의 전선이나 케이블을 통해서도 구성할 수 있다. 이러한 인덕터의 사용은 몇 가지로 구분해볼 수 있다. 첫 번째로 동조회로이다. 공진주파수에 해당하는 특정한 주파수를 통과하기 위하여 사용하는 수신 회로이다. 라디오 등에 사용된다. 두 번째로 잡음 억제이다. 초크나 페라이드 비드로 주로 전원 공급 회로에 있어 잡음을 억제하기 위하여 사용하는데 교류 신호를 차단하고 직류 신호를 통과시킨다. 페라이드 코어/비드에 활용된다. 세 번째로 에너지 저장이다. 전류가 흐르지 않는 상황에서 인덕터에 저장이 이루어진 자기장 에너지를 활용하여 높은 전압의 펄스를 발생시킨다. 이는 스파크 회로라고 불리는 점화플러그 회로에 사용된다.
3. 커패시터

커패시터는 전자회로에서 전하가 축적되는 장치로 전자회로에서 전하를 충전시키거나 방전시키는 역할을 하고 콘덴서라고 부르기도 한다. 보편적으로 절연체에 의하여 평행으로 분리가 이루어진 두 개의 금속 전극으로 구성되어 있다. 전극으로 들어가는 물질 종류에 따라서 금속 커패시터, 공기 커패시터, 진공 커패시터 등으로 나눌 수 있다. 커패시터 전극으로 도전체인 박막, 전도성 전해액, 금속, 호일 등과 같은 물질이 사용되고 커패시터의 충전 용량을 증가시키기 위하여 절연체로 작용하는 여러 가지 물질은 공기, 진공, 플라스틱 필름, 종이, 세라믹, 유리와 산화물 박박 등과 같은 여러 가지 종류를 포함한다. 커패시터는 그 모양과 크기에 따라서 전자 기기 분야에 있어 중요한 용도를 지닌다. 커패시터의 기능은 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 한 가지는 전기의 저장 혹은 방출하는 축전지로서 기능과 하나는 직류를 통하지 않는 성질을 활용한 기능이다. 축전지로서 기능을 활용한 회로에는 전원 회로의 평활 회로, 마이크로컴퓨터 등의 백업 회로, 커패시터의 충전과 방전에 필요한 시간을 활용한 타이머 회로 등이 있다. 직류를 차단하는 성질을 활용한 회로에는 특정한 주파수 성분만 추출 혹은 제거하는 필터 등이 있고 주파수의 특징을 생각해야 하는 회로에서 반드시 필요하다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 저항

저항은 전기 회로에서 매우 중요한 역할을 합니다. 전류의 흐름을 제한하고 전압을 조절하는 데 사용됩니다. 저항은 전자 기기의 안정성과 효율성을 높이는 데 필수적입니다. 또한 열 발생을 제어하고 과전류를 방지하는 데 도움을 줍니다. 저항은 다양한 재료와 형태로 제작되며, 용도에 따라 적절한 저항값을 선택해야 합니다. 저항은 전자 회로 설계에서 매우 중요한 요소이며, 전자 기기의 성능과 안전성을 높이는 데 큰 역할을 합니다.
2. 인덕터

인덕터는 전자 회로에서 매우 중요한 역할을 합니다. 전류의 흐름을 조절하고 전압 변동을 억제하는 데 사용됩니다. 인덕터는 전자 기기의 안정성과 효율성을 높이는 데 필수적입니다. 또한 전자기 간섭을 줄이고 전력 변환 회로에서 중요한 역할을 합니다. 인덕터는 다양한 재료와 형태로 제작되며, 용도에 따라 적절한 인덕턴스 값을 선택해야 합니다. 인덕터는 전자 회로 설계에서 매우 중요한 요소이며, 전자 기기의 성능과 안전성을 높이는 데 큰 역할을 합니다.
3. 커패시터

커패시터는 전자 회로에서 매우 중요한 역할을 합니다. 전압 변동을 억제하고 전류의 흐름을 조절하는 데 사용됩니다. 커패시터는 전자 기기의 안정성과 효율성을 높이는 데 필수적입니다. 또한 전원 공급 회로, 필터 회로, 타이밍 회로 등 다양한 용도로 사용됩니다. 커패시터는 다양한 재료와 형태로 제작되며, 용도에 따라 적절한 용량을 선택해야 합니다. 커패시터는 전자 회로 설계에서 매우 중요한 요소이며, 전자 기기의 성능과 안전성을 높이는 데 큰 역할을 합니다.

주제 연관 토픽을 확인해 보세요!

주제 연관 리포트도 확인해 보세요!