27. 회로 (circuits) 기전력 - Electromotive fore (emf) Kirchhoff 법칙 Loop ule (Energy is conserved) Junction ule (Chrge is conserved) ΔV closed i 저항연결 (esistors in Series & Prllel)
지난시간에 전류밀도 (J) 전기저항 (resistnce) 비저항 (resistivity) 전도도 (conductivity) Ohm 법칙 r E i r ρj r r J da ρ E J σ V V i 1 ρ i r J r ( ne) v d Power p iv i 2 V 2
기전력 (electromotive force : emf) 1. 기전력 (electro-motive force: emf) 두단자사이에전위차를유지시켜주는능력 ( 힘 ) ε : emf, 단위는전압 (V) 으로표시 2. 기전력장치들 전지, 발전기, 태양전지, 연료전지등 이들을보통 전원 (bttery) 이라고부름
Cpcitors: Purpose is to store chrge (energy). We hve clculted the cpcitnce of system We hd to modify Guss' Lw to ccount for bulk mtter effects (dielectrics) C κc 0 We clculted effective cpcitnce of series or prllel combintions of cpcitors Btteries (Voltge sources, sources of emf): Purpose is to provide constnt potentil difference between two points. Cnnot clculte the potentil difference from first principles... chemicl electricl energy conversion. Non-idel btteries will be delt with in terms of n "internl resistnce". + - O V + -
27-3. 일, 에너지, 기전력 기전력이란 : 단위전하를낮은퍼텐셜에서높은퍼텐셜로이동시키기위해필요한일 ε dw dq [J/C] [V]
27-4. 단일고리회로에서의전류 에너지보존법칙을이용하기 기전력이한일 : dw εdq ε idt 저항기에서소모되는열에너지 : 2 de Pdt i dt εidt 2 i dt i ε εi
27-4. 단일고리회로에서의전류 퍼텐셜이용하기 회로규칙 (loop rule) : 고리회로를따라퍼텐셜차를더해나가면그결과는 0 이다. 에서시작하여전류방향으로한바퀴돌면, V + ε i V ε i i 0 에서시작하여전류방향반대로한바퀴돌면, i ε 0 ε ΔV closed
Kirchhoff 의회로규칙 ΔV closed Energy conservtion b 로 가는동안 i i b b ΔV ΔV V b V I Vb V I 과 e 에서의 퍼텐셜변화 ε ε b b ΔV ΔV V b V V b V ε ε
Loop Demo 1 ε 1 4 I b f I c d e 2 3 ε 2 From, Vn loop I I I I + 1 2 ε 2 3 4 ε1 0 I 1 + ε1 ε 2 + 2 3 + 4
기전력장치 ( 전원 ) 의내부저항 Vb Vb ε i ir 내부저항 Internl resistnce V b V b ε ir i i ε + r 일률 (Power) : 2 2 iε i + i r 내부저항에의한열소모
회로의접지 (ground) 접지 (ground) : 전기적으로도체인축축한흙이나 지하암반에연결하는것 접지에서의퍼텐셜 V ( 에서의퍼텐셜은?) ε 12V i 2A + r 6Ω V b V b 이므로, V -i -8.0 V
Kirchhoff 법칙 (rule) Δ closed 1. V Energy conservtion 2. i ( 접점-junction) Chrge conservtion i 1 i 2 i i 1 + i2 + i3 0 i 3 i + 1 i2 i3
27-7. 다중고리회로 접점 b 에서, i i2 i1+ i3 (1) (2) (1) 번고리에서 : ΔV ε1 i 1 1+ i 3 3 closed (2) 번고리에서 : i 1 i 2 i 3 구할수있다. ΔV i 3 3 i 2 2 ε 2 closed
저항연결 직렬연결 전류가동일 n ε ε ε i 1 1 i 2 2 i 3 3 i eq + + 1 2 3 eq j 1 j 병렬연결 퍼텐셜차가동일 n 1 1 1 ε 1 1 i i1+ i2 + i3 ε + + 1 2 3 eq eq j 1 j
The World s Simplest (nd most useful) circuit: Voltge Divider V 0 1 V 2 V? V V I 0 2 2 1+ 2 By vrying 2 we cn controllbly djust the output voltge! 2 << 1 V0 2 1 >> V V 2 2 1 0 0 VV
Question Consider the circuit shown. The switch is initilly open nd the current flowing through the bottom resistor is I 0. After the switch is closed, the current flowing through the bottom resistor is I 1. Wht is the reltion between I 0 nd I 1? 12V I 1 b I 0 12V 12V () I 1 < I 0 (b) I 1 I 0 (c) I 1 > I 0 Write loop lw for originl loop: 12V +12V I 0 I 0 I 0 12V/ Write loop lw for the new loop: 12V I 1 I 1 12V/
( 예제 ) e 14 V + f b 4Ω I 2 I 1 + c 10 V 6Ω i I 1 + I2 I3 I 3 2Ω d ΔV bcd ( 6Ω) I ( 2Ω) I 0 10V 3 1 ΔV befcb ( Ω) I 14V + ( 6Ω) I 10V 0 4 2 1 I A, I 3A, I 1A 1 2 2 3
( 예제 ) d 4 V + e i I 1 + I2 I3 I 3 c I 1 b 5Ω I 2 + 3 V 3Ω + 8 V + 6μF ΔV c 5Ω I0 f g h I 3 I 1 ΔV defcd ΔV cfgbc ( 3Ω) I ( 5Ω) I 0 4V 2 3 ( Ω) I ( 5Ω) I + 8V 0 3 2 1 I. 38A, I 0. 364A, I 1. 02A 1 1 2 3 ΔV bgh 8 V + ΔV 3V c 각저항에흐르는전류는? 축전기에충전된전하량은? ΔV c 11V Q C ΔVc 66μC
27-8. 전류계와전압계 전류계 - 회로속에끼워넣어전류를잼 - 내부저항이아주작아야잰값이정확함 ( 왜?) 전압계 - 탐침을두점에붙여전위차를잼 - 내부저항이아주커야잰값이정확함 ( 왜?)
27-9. C 회로 축전기의충전 : switch 가 에있을때 q ε i C dq i dt dq q + ε dt C : 충전방정식 qt () Cε 1 e t C τ C ( 시간상수 ) it () ε e t C
시간상수 : τ C τ ΔV q q q C T I ΔV I q t 10Ω, C 1μF τ C 10 5 sec qt () Cε 1 e t C it () ε e t C 1 e 0. 37
C 회로 : 방전 축전기의방전 : switch 가 b 에있을때 dq dt q + : 방전방정식 C qt () qe C 0 t { q q( t ) CV } 0 0 it () q C 0 e t C
27. Summry Kirchhoff 법칙 (rule) Δ closed 1. V Energy conservtion 2. i ( 접점-junction) Chrge conservtion 저항연결 직렬 (series) 병렬 (prllel) eq n j 1 n 1 1 eq j 1 j j