[회로이론] 1차 회로란? 시상수란? 정상상태, 과도상태

 

 

 

 

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 1차 회로의 기본 개념에 대한 공부를 해보도록 하겠습니다.

 

1.1차 회로란?

 

우선 1차 회로란 무엇일까요?

 

 

1차 회로란 하나의 저장요소만 포함하는 회로입니다. 

커패시터 또는 인덕터가 1개만 포함된 회로를 말합니다.

우리는 흔히 RC회로 RL회로라고 말합니다.

 

회로망에 단 하나의 저장요소만 존재하면 그 회로망은 1차 미분 방정식으로 해석될 수 있습니다.

(참고로 2차 회로의 경우에는 인덕터와 커패시터가 있고, 2차 미분 방정식으로 표현됩니다.)

 

주로 문제를 풀거나 우리가 알고 싶어하는 부분은

회로망 내의 스위치가 갑자기 개방되거나 닫힐 때 시간에 대한 회로의 동작 특성을 파악하는 것입니다.

하나의 저장요소 때문에 갑작스러운 변화에 대한 회로의 응답이 정상상태의 값으로 진정되기 전에

과도 기간을 갖게 됩니다. 

 

즉, 중요한 개념을 다시 한 번 잡고 가면

과도 현상, 과도 기간이라는 것은 회로에서 스위치를 닫은 후 정상 상태값으로 진정되기 전을 말합니다.

즉 정상 상태로부터 변화해서 다른 정상 상태로 도달하기까지의 과정을 말합니다.

정상 상태라는 것은 회로에서 일정한 값에 도달한 상태를 말합니다.

 

 

자세한 문제풀이는 다음 포스팅 때 다루도록 할 것입니다.

이러한 응답 방정식의 해는 주로 위와 같은 형태로 표현될 수 있습니다.

이 때 K1은 정상상태의 해라고 합니다. 

왜냐하면 t가 무한대로 가게 되면 두 번재 항이 무시될 정도로 작아지기 때문입니다.

이러하나 개념이구나를 이번 포스팅에서는 얼추 잡아주시면 됩니다.

 

 

과도 해석에서 중요한 파라미터가 시상수입니다.

이것은 회로가 변화에 대해 얼마나 빠르게 응답할 것인지 알려주는 파라미터입니다. 

시상수 값이 크다는 것은 응답 속도가 느리다는 뜻이 되고 속도가 느린 회로가 되는 것입니다.

 

조금 더 정확하게 시상수를 정의해보면 목표점의 힘에 63.2% 에 도달했을 때를 말합니다.

시정수, 시상수 같은 용도로 사용되는 표현입니다.

R-C회로에서의 시상수는 RC이고, R-L직렬 회로에서의 시상수는 위와 같습니다.

시상수의 값이 R값과 C값에 의존하거나 R값과 L값에 의존하는 것을 확인할 수 있습니다.

 

 

오늘은 1차 회로의 기본 개념에 대해 살펴보았습니다. 

용어에 대한 정리를 확실히 하고 있어야 문제 풀이도 이해가 쉬울 것입니다.

저는 이런 개념에 대한 이해가 부족해서 많이 어려워했었습니다.

다음 시간에는 문제 풀이 방법을 알아보도록 하겠습니다.