[회로이론1] 5장 회로 해석 (2) Power

이 부분은 해석보다는 분석쪽으로 보는게 맞을 것 같다. 

 

정격 전력 ( Power Ratings)과 최대 전력 전달( Maximum Power Transfer)에 대해 학습할 것이다. 

 

1. Power Ratings

이 회로에서 저항이 전격 전력을 초과하지 않도록 전류원이 공급할 수 있는 양의 최대 전류 값을 구해보자. 

각 저항의 정격 전력은 1/4임을 알 수 있다. 

 

	이고, 이 식을 전류에 대한 식으로 변형하면
	이 값이 정격 전류라 할 수 있다. 이 값을 초과하면 저항이 터지게 될 것이다.
	전류원을 open 시켰을때 전압원에 의한 전류는 왼쪽의 식과 같다.
	전압원을 단락시켰을때 64옴 저항을 통과하는 전류원에 의한 전류 값이다.
	따라서 각 전류의 합이 정격 전류보다 작아야하며,  가장 최악의 경우를 만족해야 하므로  전류원의 조건을 구할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Maximum Power Transfer

이 부분은 사실 앞의 소스 변환과 관련되어 있다. 

https://brush-up.tistory.com/218

 

 

이 회로에서 전원이 부하R_L 에 최대 전력을 전달하도록 하는 저항R_s을 구해보자

전류를 구하고 부하의 전압을 구해서 부하저항의 전력을 계산할 수 있다. 

 

이 전력식을 미분하면 다음과 같다. 

미분값을 0으로 놓으면 

이고, 해를 계산하면 다음과 같이 두 저항의 관계를 구할 수 있다. 

 

R_L이 0이거나 ∞이면, 최소 전력(p=0)이 전달되고 

 

저항 R_s와 직렬 연결된 독립전압원, 또는 저항 R_s와 병렬 연결된 독립 전류원은 R_s=R_L일때 부하저항 R_L에 최대 전력을 전달한다. 

 

또한 

어떤 회로가 부하저항 R_L에 최대 전력을 공급하는 것을 부하저항 R_L 값이 이 회로의 테브난 등가저항과 같을 때이다. 

 

 

전원으로부터 최대 전력을 내보낸다는 것과 부하에 최대 전력이 전달된다는 것에는 차이가 있다. 

부하의 저항값이 변하면 부하에 전달되는 전력은 감소한다. 

 

 

이러한 현상을 물리적으로 설명하는 것도 가능하다. 두 저항에 차이가 있으면 임피던스 매칭이 되지 않으며, 경계면이 생겨서 반사파가 생기게 되어 최대 전력을 전달 할 수 없게 된다.  따라서 임피던스 매칭을 시키면 최대 전력을 전달할 수 있다.