단락과 개방
단락 (Short Circuit)
- 두 지점이 저항 ≈ 0Ω의 도선으로 직접 연결된 상태
마치 두 점 사이가 도선으로 연결되어 전위차가 0V가 되는 상태
보통 의도되지 않은 상태로 간주됨 (예: 납땜 실수, 절연 파괴)
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| 전압 | 0V (두 지점 전위가 동일) |
| 전류 | 제한 없음 (무한히 클 수 있음) |
| 저항 | 0 또는 매우 작음 |
| 옴의 법칙 |
전류 과다로 인해 발열, 퓨즈 단선, 소자 손상 가능
전류 제한 소자(저항, 보호 회로)가 없다면 치명적
개방 (Open Circuit)
- 회로가 끊겨서 전류 경로가 없는 상태
두 지점 사이의 연결이 완전히 끊어진 상태로 무한대 저항
단선된 배선, 스위치 OFF 상태, 접촉 불량 등
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| 전류 | 0A (경로가 없으므로 흐르지 않음) |
| 전압 | 공급 전압 전부가 걸릴 수 있음 |
| 저항 | 무한대 (∞) |
| 옴의 법칙 | , → 유지 가능 |
요약
| 구분 | 단락 (Short) | 개방 (Open) |
|---|---|---|
| 저항 | 0Ω | ∞ (무한대) |
| 전압 | 0V | 공급 전압과 동일 (걸려 있음) |
| 전류 | 매우 큼 (무한대 가능성) | 0A |
| 에너지 소모 | 크고 위험함 | 없음 |
| 회로 영향 | 과전류 → 소자 파괴 | 전류 차단 → 기능 정지 |
| 예시 | 납땜 실수로 GND-VCC 연결 | 끊어진 배선, 단선된 스위치 |
중첩의 정리
구성
- 한 개의 독립전원 선택하고 나머지 독립전원 크기 0으로 만든다.
독립전압원이면 단락, 독립전류원이면 개방
종속전원은 제거 X
-
한 개의 전원에 대한 전압 또는 전류를 구한다.
-
독립전원의 숫자만큼 위의 작업을 반복한다.
-
개별 해석으로 구해진 전압과 전류를 더한다.
-
각각의 전력은 더해서는 안된다.
예제
ix = ix1+ix2 = 1.0 A
테브난의 등가회로
- 관심없는 회로를 하나의 저항과 전압원으로 등가변환
선형회로 간단하게 해석하는 기법
- 관심없는 회로(A)와 관심있는 회로(B)로 분리
- 분리된 부분에서 A의 양단 전압 구함
- A의 등가 저항 구함
- 테브난 등가회로 구성
- 관심없는 회로와 관심있는 회로를 다시 연결
구성
-
저항을 떼어냄
-
떼어낸 상태로 등가전압 계산. 이때 2ohm은 개방되어 무한대 저항으로 계산
즉 노드 A와 B사이의 VAB 계산
- 등가저항 계산.
중첩 정리 사용해 독립 전압원 - 단락회로 / 독립 전류원 - 개방회로 로 변환
- 테브난 등가회로 구성 후 저항 연결
예제
Vab = 9V X (4 / (4+4+6) ) = 2.571 V
Rth = 5Ω + 4 X 10 / 14 Ω = 7.857 Ω
I2Ω = 2.571 / (7.857+2) = 260.8mA
노턴의 등가회로
- 관심없는 회로를 하나의 저항과 전류원으로 등가변환
선형회로 간단하게 해석하는 기법
- 관심없는 회로(A)와 관심있는 회로(B)로 분리
- 분리된 부분에서 A의 양단 전압 구함
- A의 등가 저항 구함
- 노턴 등가회로 구성
- 관심없는 회로와 관심있는 회로를 다시 연결
구성
-
회로분리
-
분리후 회로 short
전압원, 전류원 같이 있는 경우 중첩의 정리 사용해 각각 더함
2-1 전압원
2-2 전류원
최종적으로 Isc_a + Isc_b = 1.6mA
- 등가저항 구하기
- 회로에서 전압원 단락, 전류원 개방시켜 등가저항 구함.
RNO = 5kohm
- 노턴 등가 회로 구성 후 계산
테브난-노턴 등가회로 변환 가능.
1.6mA => 1.6mA * 5kohm
예제
회로
Ref
https://mathphysics.tistory.com/234
https://www.youtube.com/@%ED%9A%8C%EB%A1%9C%EC%8A%A4%EC%BF%A8
https://www.youtube.com/watch?v=qUiV9GVFzGk&list=PLxbNjw4I3SthKGLfu9bt3-6Wztyp3w36i&index=4
기록과 분석, 이해