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[기초정보공학실험] KVL, KCL 및 Ohm의 법칙
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[기초정보공학실험] KVL, KCL 및 Ohm의 법칙
1.목적
회로를 해석하는 데 있어서 필요한 KVL, KCL, 옴(Ohm)의 법칙, 분압 및 분류의 법칙 등을 이해하고 확인한다.
2.이론
임의의 회로에 있어서, 각 회로소자에 걸리는 전압과 흐르는 전류를 그 회로의 해라 하고, 이들을 구하는 것을 회로해석 또는 회로망해석이라고 한다.
회로해석에 있어서 사용되는 관계식은 KVL, KCL, 가지방정식이다. 이들 중 KVL과 KCL은 회로의 연결구성에 의해서 맺어지는 관계식들로서 회로소자들이 선형이든 비성형이든, 또 2단자이든 다단자이든 관계없이 항상 성립한다. 그러나 가지방정식은 해당 회로소자의 전류-전압 특성을 나타내는 관계식으로서, 소자가 성형일 경우에는 선형함수로, 비성형인 경우에는 비선형함수로 각각 나타난다. 가지방정식이 곧 Ohm의 법칙이다. 그러므로 선형저항회로의 해석에 있어서는, 옴의 법칙에 의해서 각 소자에 있어서의 전압․전류의 관계가 결정되고 KVL 이나 KCL에 의해서 임의의 폐회로나 노드에 있어서의 전압․전류의 관계가 결정된다.
(1)Ohm의 법칙
전압 V와 저항 R로 구성된 폐회로에서는 전류 I가 흐른다는 것을 알 수 있다. 여기서 만일 전압이 상수로서 일정하게 유지되고 저항이 증가한다면 전류는 감소하게 될 것이다. 또, 저항이 일정하고 전압이 증가한다면 전류는 감소하게 될 것이다. 이러한 결과는 매우 중요한 사실로서 전류, 전압, 저항 사이의 상호관계를 설명적으로 나타내었는데, 이를 옴의 법칙(Ohm s law)이라 한다. 이를 식으로 표현하면 아래와 같다.
V = I × R
이 공식은 전기,전자 분야의 가장 기초적인 관계식 가운데 하나인데, 다른 두 가지 법칙(I=V/R, R=V/I)도 역시 정확하게 같은 형태이다. 특정 문제에 있어서 공식의 선택은 어떤 값이 알려져 있는지, 그리고 우리가 찾고자 하는 값이 무엇인지에 따라 결정된다.
옴의 법칙을 약간 응용하면 분압 및 분류에 관한 식을 얻을 수 있다.
(2)분압법칙
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2014.04.18
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