최대 전력 전달

Title
최대 전력 전달
1.Name
2.Abstract
주어진 직류 전원으로부터 최대의 전력을 전달받는 미지의 저항R은 전원의 내부저항과 같은 경우라는 것을 실험을 통해 확인한다.
3.Background
(1) Norton의 이론
① 정의
여러 개의 전원과 저항, 소자들로 이루어진 회로를 소수의 등가저항과 소자들로 나타낼 수 있다는 것이딄. 동일한 단자에서 다른 소자를 갖는 다른 회로로 표현한다는 등가(Equivalence)라는 개념에 기반을 두고 있다. Norton의 이론은 Thevenin의 이론과 비슷하지만 Thevenin의 이론이 선형회로를 등가저항과 등가전원으로 나타내는 것과는 달리 Norton의 이론은 등가저항과 등가 전류원으로 나타낸다.
② 적용

1) 임의의 선형 회로에 대해서 같은 노드를 공유하는 두 회로 A, B로 나눈다. 단계 1에서의 a, b 점을 기준으로 왼쪽과 오른쪽이 그것이딄.
(2) 전력이란
전력은 전류에 의해서 행해진 일의 양 또는 에너지 전송률로 정의된다. 파워의 SI 단위는 W(Watt)이딄.

저항이 포함된 회로에 전류가 흐를 때는 일이 발생한다. 각 소자는 다양한 형태로 이 전류에 의한 에너지를 전환한다. 열 또는 빛을 발생시키거나, 모터 같은 경우에는 움직임을 발생시키며, 소리를 내기도 한다.

전력은 기계적인 힘과 마찬가지로 P(Power)라는 문자로 표현된다. 전력을 계산하는 식은 아래왿� 같다.

이는 영국 물리학자 James P. Joule에 의해서 만들어진 식으로 Ohm’s law왿� 결합하여 다음의 2가지 식을 더 만들 수 있다.

※ 줄의 법칙
회로에 전류가 흐를 때 행해진 일은 줄의 법칙을 이용해 계산된다. 영국의 물리학자 James Joule의 이름을 따서 명명된 법칙으로, 그는 처음으로 전기적인 에너지왿� 물리적인 에너지는 서로간에 교환될 수 있다는 것을 보였다.

(3) 최대 전력 전달의 법칙
내부 저항을 포함하는 전원 공급장치(ex. 오디오 앰프나 휴대용 CDP같이 다른 회로왿� 연결되어 다른 회로를 구동시키는 장치)과 그 전원에 연결되는 임의의 회로(ex. 이어폰이나 스피커처럼 전원을 공급받아서 일을 하게되는 장치)에서 임의의 회로에 전달되는 전력의 최고치는 전원의 내부 저항과 외부 회로의 저항이 같을 때 라는 것이 최대 전력 전달의 법칙이딄.

실험을 하기 위해 간단한 회로를 구성한다.

실제 전원 공급장치는 내부 저항을 가지므로 그림의 가 내부저항이 된다고 가정하며, 두 단자 A,B를 기준으로 왼쪽은 전원 공급장치로 생각한다. 또 은 전원을 공급받게 될 장치의 저항이며 이는 부하(Load)라고도 한다. 처음의 예에서 스피커나 이어폰의 저항이 여기에 해당한다. 부하저항이라 부른다.

이때 부하저항에 흐르는 전류은
이딄.
그러므로 전력은