개념 요약 정리 - 직류회로 (4)

Part 01 직류회로

용어	설명	기호	단위	수식
전하	물체가 가지고 있는 전기
전기량	전하가 가지고 있는 전기의 양	Q	쿨롬(Coulomb, 기호[C])
전원	전기적인 에너지를 공급하는 장치
부하	전기적인 에너지를 다른 에너지로 변환해 사용하는 장치
전류	전하의 흐름	I	암페어, A	I = Q x t
전압	전하를 흐르게 하는 전기적인 에너지의 차이	V	볼트, V	V = W / Q
저항	전류의 흐름을 방해하는 소자	R	옴, Ω	R = L x ρ / A
컨덕턴스	전류의 흐름이 얼마나 쉬운가를 나타냄.	G	모, ℧
옴의 법칙	전기회로에서 전압, 전류, 저항의 관계를 증명한 법칙			V = I x R, I = V / R, R = V / I
키르히호프의 법칙(제 1법칙, 전류법칙)	회로 내 접속점에 들어오는 전류와 나가는 전류의 합이 같다.
키르히호프의 법칙(제 2법칙, 전압법칙)	폐회로 내의 지로에서 발생하는 전압 강하의 총합은 같다.
전지의 직렬연결	전류 계산 방식이 다르다.			I = nE / nr + R
전지의 병렬연결	전류 계산 방식이 다르다.			I = E / ( r/N + R )
전류계	부하에 직렬로 연결
전압계	부하에 병렬로 연결
분류기	전류계에 병렬로 연결			n-1배 측정 가능
배율기	전압계에 직렬로 연결		ex) 100V 전압계로, 200V 측정하고 싶다면? 내부저항 = 5000옴, 외부 저항 값은?	n-1배 측정 가능
휘스톤 브릿지 평형 조건	휘스톤 브릿지를 통해서 미지의 저항값을 구할 수 있다.			PR = QX, X = P/Q x R
전류	1초 동안에 변환 또는 전송되는 전기 에너지	P	와트, W	P = W[J] x t[Sec], P=I^2 x R, P = V^2 / R
공률, 동력	단위 시간의 기계 에너지			1HP = 746W
전력량	일정 시간 동안의 전기 에너지가 한 일의 양			W = P x t [W x Sec] , W = V x I x t, W = V2 / R x t, W = I2 x T x t
전열기에 소비되는 전력	전열기에서 질량 M[L], 비열 C, 효율 x, 시간 t[H], 가열전 온도 T1, 가열후 온도 T2일 때 소요되는 전력 P			P = M x C x (T2 - T1) / 860xt
줄의 법칙	도체에 흐르는 전류에 의하여 단위 시간 내에 발생하는 열량은 = 도체의 저항과 전류의 제곱의 비례한다.			H = I^2 x R x t, H = P x t
1J을 칼로리로 환산하면?				1J = 0.24 cal, 0.24 x I^2 x R x t [cal]
납축전지의 용량	충분히 충전한 다음 전류를 흘려 방전 종지 전압이 될 때까지의 전기량으로 나타낸다.			Q = I x H [Ah]
제베크 효과	서로 다른 금속을 접속하고 양 단에 서로 다른 온도를 유지하면 기전력이 발생한다.
펠티에 효과	서로 다른 두 종류의 금속을 접속하고 한 쪽에서 다른 쪽으로 전류를 흘리면 열의 흡수 도는 발생이 일어난다.
톰슨 효과
중간 금속의 법칙
화학당량	물질에 따라서 정해지는 상수로 1C의 전기량에 의해 분해되는 물질의 양을 말한다.			원자량 / 원자가
2차 전지의 종류	니켈 카드뮴 전지
1차 전지의 종류	망간 건전지

Part 02 정전기

용어	설명	기호	단위	수식
쿨롱의 법칙	정전기력의 크기에 대한 계산 식!	F	N	(1 / 4πε) x ((Q1Q2) / r^2)
유전율 계산 식			[F/M]	ε = ε(0) x ε(s)
진공중 유전율				ε(0) = 8.855 x 10 ^ -12
비유전율	공기 중 비유전율은 1이다.			ε(s)
전기장의 세기	전기장 속 전하에 작용하는 힘	E	V/M	P점의 전기장의 세기 : E = ( 1 / 4πε) x ( Q / r ^ 2 ) [V/M], E = N / S
전하에 작용하는 힘				F = ( 1 / 4πε) x ( Q x q / r^2 )
전기력선 수				N = E x S [N x m^2/C]
폐 곡면 내 전체 전하량 Q가 있을 때 폐곡면을 통해 나오는 전기력 선 수				Q / ε
전속 밀도				D = Q / 4πr^2 [C/m^2] , D = εE = ε0 x εs x E [C / M^2]
전위			J/C. N x m/C, V	V = E x r
정전용량		C	[C]	Q = C x V
구도체의 정전용량		C	[F]	C = 4πεr
평행판 도체의 정전용량		C	F	C = Q / V = εA / L
도체에 전하를 축적하는 데 필요한 힘			J	W = 1 / 2 x ( Q^2 / C ) = 1/2 x Q x V = 1 / 2 x C x V^2
콘센서		C	F	C = ε x A / L

Part 03 자기

용어	설명	기호	단위	수식
자하	자기의 힘	m	Wb
자석 사이에 작용하는 힘(쿨롱의 법칙)		F	N	( 1 / 4πμ) x (m1m2 / r^2)
투자율		μ	H/M	μ = μ0μs = 4π x 10^-7 x μs [H/M]
진공중의 투자율				μ0 = ( 1 / 4π x 6.33 x 10^4 ) = 4π x 10^-7 [H/M]
자기장 속 자하에 작용하는 힘			N	F = ( 1 / 4πμ ) x (m1 x m / r^2)
P점의 자기장의 세기 m=1 Wb일 때,			[AT/M]	H = ( 1 / 4πμ ) x (m1 / r^2)
자기장 속 m[Wb]가 놓이면 작용하는 힘			N	H = m x H
자기장의 세기		H	AT/M	H = ( 1 / 4πμ ) x ( m / r^2 ) [AT / M]
자속		Ø	Wb
자속밀도		B		B = Ø / A[Wb/m^2], B = μxH, μ0 x μs x H
가우스		G	G	1T = 1W , 1G = 10^-4[T]
111	111	111	111	111
앙페르의 오른나사 법칙	전류의 방향과 자기장의 자력선 방향을 알아내기!
앙페르의 주회 적분 법칙	무한장 도선
비오-사바르의 법칙	유한장 도선
자기장의 세기	환상 솔레노이드에 의한 자기장의 세기			H = NI / 2πr
자기장의 세기	코일의 권수 N, 흐르는 전류 I에 비례		[AT/m]	H = NI / L [AT/m]
자기저항	자기회로에서 기자력 NI[AT]에 의해 자속Ø이 통할 때 이들 사이의 비			R = NI / Ø
자기저항	자로의 평균 길이에 비례하고 투자율과 자로 단면적의 곱에 반비례한다.			R = l / μ x A
전자력의 크기		F	N	F = B x I x L[N]
전자력의 크기		F	N	F = B x I x L x sin0
직선 전류 사이에 작용하는 힘의 크기		F	N/m	F = 2I1I2 / r x 10^-7

01. 자석의 자기 작용

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• 자석의 성질
  1. 자기 : 쇠를 끌어당기는 성질의 근원
  2. 자석 : 자기를 띠고 있는 물체
  3. 자극 : 자석의 양 끝
  4. 자하 : 자석이 가지는 전기량
  5. 자기장 : 자력이 미치는 공간
  6. 자기력선 : 자석에서 발생하는 자기장의 세기와 방향을 선으로 나타낸 것.
• 자기력선의 성질
  1. 자기력은은 N극에서 S극으로 들어간다.
  2. 자기력선은 자신은 수축하려고 하며, 같은 방향의 자력선끼리는 반발하려고 한다.
  3. 임의의 한 점을 지나는 자력선의 접선 방향이 그 점에서의 자기장의 방향이다.
  4. 자기장 내의 임의의 한 점에서의 자력선 밀도는 그 점의 자기장의 세기를 나타낸다.
  5. 자력선은 서로 만나거나 교차하지 않는다.
  6. 자극 m[Wb]에서 m / μ 개의 자력선이 발생한다.
• 자화는 자석 가까이 물체를 놓으면 자성을 갖게되는 현상을 말한다.
• 자기유도는 자석에 의하여 자화되는 현상을 말한다.
• 자성체는 자회되는 물체를 말한다.
  1. 강자성체 : 자기유도로 강하게 자화되어 쉽게 자석이 되는 물질을 말한다. (니코철망)
  2. 반자성체 : 강자성체와는 반대 극성으로 자회되는 물질을 말한다. (비탄실은납아)
  3. 상자성체 : 강자성체와 같은 방향으로 자회되는 물질을 말한다. (알백주이)
• 자석 사이에 작용하는 힘의 성질은 정전기에서와 같은 쿨롱의 법칙이 작용한다.
  • ( 1 / 4πμ) x (m1m2 / r^2) = F
• μ는 어떤 물체의 투자율이라고 하며, 그 값은 다음과 같다.
  • μ = μ0μs = 4π x 10^-7 x μs [H/M]
• 진공 중에서의 자기력?
  • F = 6.33 x 10 ^ 4 x m1m2 / r^2
  • μ0 = ( 1 / 4π x 6.33 x 10^4 ) = 4π x 10^-7 [H/M]
• 자기장의 세기은 자기장 내에 있는 자하에는 자기장에 의함 힘이 작용하는데 이힘의 크기와 방향을 표시한 것이다.
  • F = ( 1 / 4πμ ) x (m1 x m / r^2) [N]
  • H = ( 1 / 4πμ ) x (m1 / r^2) [AT/M]
• 자기장의 계산은 가우스 정리에 따라 정리가 가능하다.
  • 임의의 폐곡면 내의 전체 자하량 m[Wb]가 있을 때 이 폐곡면을 통해서 나오는 자기력선의 총수는 m /μ개이다.
  • H = ( 1 / 4πμ ) x ( m / r^2 ) [AT / M]
• m[Wb]의 자하에서 m개의 역선이 나온다고 가정하여 이것은 자속이라고 한다.
• 자속 밀도는 단위면적을 지나는 자속을 나타낸다.

02. 전류의 자기작용

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- 직선 전류에 의한 자기장 -> 전류의 방향에 따라 자기장이 가속되거나 줄어든다. - 오른나사 법칙 -> 전류에 의해 만들어지는 자기장의 자력선 방향을 알아내는 방법이다. - 코일의 전류에 의한 자기장 - 환상 전류 - 오른나사의 법칙 - 오른손 엄지 손가락의 법칙 - 솔레노이드(solenoid) : 도체를 균등하고 밀접하게 원통형으로 감은 코일 형태를 말한다. - 전자석 : 전류에 의하여 만들어진 자석을 말한다. - 자기장의 세기 계산 - 무한장 직선 전류에 의한 자기장의 세기 = H = I / 2πr - 환상 솔레노이드에 의한 자기장의 세기 = H = NI / 2πr - 비오-사바르의 법칙 = H = NI / 2r - 자기회로 - 철심에 코일을 감고 전류를 흘리면, 오른나사 법칙에 따르는 방향으로 철심에 자속이 생긴다. 코일의 권수 N과 코일에 흐르는 전류 I에 비례하여 자속이 생긴다. - H = NI / L[AT/M]

03.

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