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  1. 2012.02.19 전기기사 필기 요점정리 (회로이론)
공부/전기기사2012. 2. 19. 18:00

1. 직류회로의 기본공식

①전류 : [C/sec], [A]

②전압 : [J/C]

③오옴의법칙 :

※ 오옴의법칙의 이해 : 저항 R을 가진 도체에 전류 [A]의 전류가 흐르면 항상 이도체(R 양단에는 만큼의 전압강하가 생긴다.

④저항의 연결

∙직렬연결 [Ω]

∙병렬연결 [Ω]

⑤전선의 저항 [Ω]

2. 기본교류회로 해석

①각속도(각주파수) [rad/sec]

②위상의 시간표현 에서 [sec]

③정현파 교류의 표현 로 표현하며 이값을 순시값이라 한다.

정현파교류는 실효값과 평균값으로 표현할수 있으며 다음과 같다.

∙실효값

∙평균값 로 구하여 표현한다.

 

파형

실효값

평균값

파형률

파고율

정현파

1.11

1.414

정현반파

1.57

2

삼각파

1.15

1.73

구형반파

1.41

1.41

구형파

1

1

 

 

 

④ 기본교류 회로소자의 응답

구분

직렬

임피던스

위상각

실효전류

위상

R-L

전류가 뒤진다.

R-C

전류가 앞선다.

R-L-C

L 이 크면 전류는 뒤진다

C 가 크면 전류는 앞선다.

구분

병렬

어드미턴스

위상각

실효전류

위상

R-L

전류가 뒤진다.

R-C

전류가 앞선다.

R-L-C

L 이 크면 전류는 뒤진다

C 가 크면 전류는 앞선다.

 

⑤ 브리지 평형조건 (서로 대각에 위치한 임피던스의 곱이 같으면 평형된다.)

3. 정현파 교류의 복소수 표현 (Phasor)

를 복소수로 나타내면 로 표시된다. 이는 극좌표 표현이며 이것을 직각좌표로 나타내면 가 된다.

※ 복소수를 이용하면 교회로 해석을 쉽고 빠르게 정확하게 해석할수 있다. 그러므로 복소수의 加減乘除(가감승제)를 정확히 할 필요가 있다.

 

4. 전력의 계산

종류

직렬회로

병렬회로

복소전력

피상전력

유효전력

무효전력

 

5. 최대전송전력의 계산

종류

조건

최대전력

그림

그림

그림

 

 

5. 유도결합회로(L의 연결)

구분

직렬

병렬

가동결합

차동결합

※ 결합계수 :

 

 

6. 공진회로

 

직렬공진

병렬공진

조건

공진의미

허수부가 0이다.

전압과 전류가 동상이다.

역률이 1이다.

임피던스가 최소이다.

흐르는 전류가 최대이다.

허수부가 0이다.

전압과 전류가 동상이다.

역률이 1이다.

어드미턴스가 최소이다.

흐르는 전류가 최소이다.

전류

공진주파수

선택도

첨예도

 

7. 회로망 해석

① 중첩의 원리 : 회로망 내에 전압원 과 전류원이 여러개 존재하는 경우에 한 지로에 흐르는 전류는 이들의 전압원이나 전류원이 각각 단독으로 존재하는 경우의 전류의 분포를 겹친것과 같다. 이때 제거하는 전압원은 단락하고, 전류원은 개방한다.

※ 이상전인 전압원의 내부저항은 0 Ω이며 , 이상적인 전류원의 내부저항은 Ω이다.

② Thevenin 의 정리 (전압원 등가)

[A]

③ Norton 의 정리 (전류원 등가)

[A]

④ 밀만의 정리

[V]

⑤ 가역정리(상반의 정리) : 임의의 회로망에서 지로의 기전력 가 존재할 때 지로에 전류가 흐르고 , 지로에 가 존재할 때 지로에 의 전류가 흐른다면 의 관계가 성립한다.

⑥ 키르히호프의 전압 법칙은 선형, 비선형, 시변, 시불변에 구애를 받지 않고 적용된다.

 

8. 2단자망

구분

내용1

내용2

임피던스함수

임피던스를 구할 때 로 치환해서 계산한다.

-

영점

이 되는 S 의 근

회로의 단락상태

극점

가 되는 S 의 근

회로의 개방상태

정저항 회로

역회로

주파수와 무관한 정수

 

9. 4단자망

① 임퍼던스 행렬

∙쉽게 구하는 요령 : 만이 흐른 경우 회로에 존재하는 임피던스의 합

: 만의 흐른 경우 회로에 존재하는 임피던스의 합

: , 가 동시에 흐른경우의 존재하는 임피던스의 합

② 어드미턴스 행렬

∙쉽게 구하는 요령: 만이 있는 경우 존재하는 어드미턴스의 합

: 만이 있는 경우 존재하는 어드미턴스의 합

: , 가 동시에 있는 경우 존재하는 어드미턴스의 합

③ 4단자 정수 (F행렬)

: 전압비

: 임피던스 차원 [Ω]

: 어드미턴스 차원 [℧]

: 전류비

④ 영상 파라미터

∙ 1차 영상임피던스 :

∙ 2차 영상임피던스 :

∙ 전달정수

 

∙ 좌우 대칭인 경우의 영상임피던스는 이므로

∙ 1차 영상임피던스와 2차 영상임피던스와의 관계

에서

에서

∙4단자 정수와 영상임피던스와의 관계

 

 

10. 비정현파 교류

① 비정현파 교류의 해석 : 푸리에 급수의 전개

여기서,

 

② 특수한 파형의 푸리에 급수의 전개

 

 

기함수파(정현대칭)

우함수파(여연대칭)

대칭파(반파대칭)

대칭조건

결 과

sin 항 만 존재한다.

cos 항 존재

직류분 존재

고조파 차수가

홀수차 항만 존재한다.

그 림

그림

그림

그림

 

 

③ 비정현파의 실효값

∙ 실효값

 

④ 비정현파의 전력 및 역률의 계산

인 경우

∙유효전력

∙무효전력

∙피상전력

 

∙역률

⑤ 왜형률의 계산

※ 각 고조파의 실효값 속에는 기본파의 실효값은 포함되지 않는다.

11. 다상교류

① 3상교류

항목

Y 결선

△ 결선

① 전압

② 전류

③ 전력

 

 

 

 

[VA]

[W]

[Var]

[VA]

[W]

[Var]

 

 

② n상교류

 

결선

전압

전류

위상

전력

Y

만큼 선간전압이 앞선다.

[W]

만큼 선전류가 뒤진다.

 

③ V 결선

∙ V 결선시 변압기 용량

① 2대의 경우

② 4대의 경우

∙ 이용률

∙ 출력비

④ △를 Y로 하면

전류

전압

전력

임피던스(R,L)

어드미턴스(G,C)

(ex)

12. 대칭좌표법

① 각상성분과 대칭분

대칭분

각상분

영상분 :

정상분 :

역상분 :

a 상 :

b 상 :

c 상 :

※ 영상분은 접지선, 중성선에 존재한다. 비접지 Y, △는 영상분에 존재하지 않는다.

 

② 교류발전기의 기본식

 

③ 발전기 1선지락고장시 흐르는 전류

[A]

 

④ 불평형률의 계산

[%]

⑤ 비대칭 3상교류의 전력의 계산

 

13. 분포정수회로

① 특성임피던스와 전파정수

구분

공식

특성임피던스

전파정수

 

② 무손실 선로 및 무왜선로

구 분

무 손 실 선 로

무 왜 선 로

조 건

특성임피던스

전 파 정 수

파 장

전 파 속 도

 

 

14. 과도현상

① 과도현상은 시정수가 클수록 오래 지속된다.

② 시정수는 특성근의 절대값의 역이다. 즉, 이 되는 의 값이다.

 

L

C

t = 0

초가상태

개방상태

단락상태

t = ∞

정상상태

단락상태

개방상태

전원투입시 흐르는 전류

전원투입시 충전되는 전하

-

전원개방시 흐르는 전류

전원 투입시 양단의 전압

시정수

( 로 되는시간)

특성근

R L C 과도현상

① 진동

②비진동

③임계진동

과도상태가 나타나지 않는 위상각(교류의 과도현상)

과도상태가 나타나지 않는

R의 값

정저항 회로의 정저항 조건

 

15. 라플라스 변환과 전달함수의 계산

① 간단한 함수의 라플라스 변환

정의 :

를 라플라스 변환하면 가 된다. 다음표와 같다.

1

, 1

 

 


Posted by 빈블랭크