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| 부록을 포함하여 총 38강좌로 구성되어 있습니다. 책을 읽듯이 앞페에지부터 사용하십시요 | |
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제1장 기초전기 - 2강 4. 직류와 교류 전원에는 건전지 등과 같은 직류와 가정용 콘센트에 있는 교류의 두 종류가 있다. 직류(Direct Current)란 전기가 흐르는 방향이 항상 일정한 전원으로 마이컴에서 사용하는 전원이다. 교류(Altemating Current)란 시간에 따라서 전기가 흐르는 방향이 변하는 전원을 말한다. 가정에는 직류가 공급되지 않으므로 교류를 직류로 바꾸는 장치를 사용하여 마이컴 등에 직류를 공급하게 되는데 이 장치를 전원장치 라고 부른다. 우리들이 흔히 접하는 어댑터는 교류를 직류로 바꾸는 전원 장치의 대표적인 예이다.  마이컴 회로에서 교류는 직접적으로 사용되지 않는다. 주로 사용되는 전원은 5V 직류 전원으로 이때 빠짐없이 등장하는 7805 라는 전원 레귤레이터(전원 안정화 소자) 라는 칩이 있다.7805가 하는 역할은 110V/220V 의 상용 교류 전원을 5V의 직류 전원으로 바꾸는 전원 회로의 끝마무리를 담당하고 있다. 5. 아날로그와 디지털 아날로그라는 말의 어원을 살펴보면 "서로 다른 값" 이라는 의미를 가지고 있다. 아날로그는 연속된 물리량을 나타내는데, 우리 생활 주변의 모든 수치들은 아날로그 양이다. 우리들의 몸무게가 그렇고, 키도 그렇다. 차를 타고 갈때 속도를 나타내는 속도계가 그렇고 시간 경과를 나타내는 시계도 모두 아날로그 양이다. 이처럼 아날로그 양은 어떤 연속된 수치 중 어떤 값을 말하는 것으로 우리 인간들은 아날로그로 보고, 듣고, 말하고 있다. 이에 반해 디지털은 "있다/없다"의 비 연속적이고 단계가 나누어져 있는 형태의 수치 라고 할 수 있다. 디지털의 어원은 "하나, 둘로 셈하고 있는 손가락" 이라고 하는데, 이처럼 디지털은 있고 없고의 구분이 확실한 세계를 의미한다. 컴퓨터는 1과0 의 세계, 즉 디지털의 세계이다. 하지만 최종적으로 인간에게 정보를 전달하기 위해 아날로그로 변환 되는데, 바로 이때 필요 한 것이 D/A변환 이다.(이와 반대되는 A/D변환도 있다)]  6. 전지의 연결 전기 기계에 따라서는 높은 전압을 필요로 하는 것과 낮은 전압을 필요로 하는 것이 있으며 또 전류에 있어서도 큰 전류를 필요로 하는 것과 적은 전류를 필요로 하는 것이 있는데 건전지는 크고 적은 것(큰 것은 일반적으로 큰 전류를 흘릴 수 있으므로 전류 용량이 크다고 함) 이 있으며 전지 1개의 전압은 일반적으로 약 1.5V이므로(수은 전지는 1.3V 가량이고 축전지는 2～2.3V) 전지를 전원으로 이용하려고 할 때는 전지를 적절히 연결하여 이용하지 않으면 안된다. 전지를 연결하는 방법에는 다음과 같이 직렬 연결, 병렬 연결, 직병렬 연결의 세가지가 있다.  6-1. 직렬연결(Series connection) 직렬 연결은 그림과 같이 다른 전지의 다른 극끼리 연결하는 방식으로 보다 높은 전압을 얻으려고 할 때 이용한다(전지의 기호는 가늘고 긴 쪽이 +이고 굵고 짧은 쪽이 -이며 건전지는 꼭지쇠가 +이고 금속통이 -이다. 단 수은 전지일 경우에는 꼭지쇠가 있는 쪽이- 임). 이와 같은 직렬 연결시에 양단의 전압은 직렬로 연결된 각 전지 전압을 모두 합한 것과 같다. 6-2. 병렬 연결(Parallel connection)  병렬 연결은 그림 과 같이 모든 전지를 같은 극끼리 연결하는 방식으로 큰 전류를 얻으려고 할 때 이용하는 방식이다. 병렬 연결 시에는 전압은 높아지지 않으나 전류는 1개일 때보다 개 수배만큼 더 흐를 수 있게 된다. 만약 1개의 전류만큼을 흘리면서 이용한다면 대신 3배의 시간을 흘릴 수 있다. 이것은 그림 과 같이 물통을 연결하면 수압은 한 개일 때와 같으나 한꺼번에 많은 양의 물을 흘릴 수 있는 것과 같은 것이다. 이와 같이 전지를 병렬로 연결하면 전압은 높아지지 않으나 전류 용량은 커진다. 6-3. 직병렬 연결(Series parallel connection)  그림 과 같이 직병렬 연결은 직렬 연결과 병렬 연결을 조합한 것으로 보다 높은 전압과 큰 전류를 얻으려고 할 때 이용한다. 전지를 직,병렬로 연결하면 전압은 직렬로 연결된 부분만큼 비례하여 높아지고 전류는 병렬로 연결된 것만큼 비례하여 크게 흐를 수 있게 된다. 그림 11은 전지 3개씩 직렬로 연결된 것(전압이 3배로 높아짐) 3조(三組)가 다시 병렬로 연결(전류가 3배로 커짐) 되었으므로 전지 1개일 때보다 3배의 전압이 얻어지고 전류의 크기도 3배까지 흐를 수 있다 병렬로 연결했을 때는 큰 전류를 흘릴 수가 있다고 하였는데 만약 적은 전류를 흘린다면 전류가 적어진 대신 사용기간이 길어지게 되는 것이다. 큰 전류로 오래 사용할 수 있는 것일수록 전류 용량(容量)이 크다고 말한다. 따라서 전지를 병렬로 연결하는 것은 전류용량을 증가시키는 것이다. 전지는 전류가 흐를 때 내부에서 화학작용에 의하여 절연물질이 발생하기 때문에 전지 내부에는 항상 저항이 존재하게 되는데 이 때의 저항을 가리켜 전지의 내부저항이라고 한다. 전지는 모두 내부저항이 들어 있으며 전지가 소모되었다고 하는 것은 내부저항이 커졌다는 것을 의미하는 것이다. 전지가 소모되면 마치 샘의 물구멍이 막힌 것과 같다. 샘의 물구멍이 거의 막혀도 물을 퍼내지 않으면 상당한 높이로 물이 고여 있게 된다. 그러나 물을 퍼내면 곧 바닥이 나오는 것과 같이 소모된 전지라고 할지라도 사용하지 않을 때는 어느 정도의 전압이 걸려 있으나 소모된 전지는 전류를 흘리면 곧 전압이 극도로 낮아져 버리는 것이다. 물이 잘 나오는 샘은 물을 퍼낼지라도 항상 상당한 높이까지 물이 고여있는 것처럼 소모되지 않은 전지는 전류를 흘려도 그다지 전압이 낮아지지 않는 것이다 ♣ 크리스마스트리용 전구의 깜빡이는 원리 ♣ 전류는 회로에서 오직 하나의 경로만 갖는다. 전류는 첫번째 소자뿐만 아니라, 두번째 소자의 저항도 받으므로 회로의 총 저항은 각 저항의 합이다. R = R1 + R2 <원 칙> 1. 회로의 전류는 회로에 걸린 전압을 총 저항으로 나눈 것과 같다. (Ohm의 법칙) 2. 회로의 총 전압은 회로의 각 소자에서 분배되어, 각 소자에서 일어나는 전압강하의 합은 전원의 전압과 같다. 이것은 전류로 공급된 회로 전체의 에너지가 각 소자에 주어진 에너지 공급의 합과 같 음을 의미한다. 3. 각 소자의 전압강하는 저항에 비례한다. 이것은 전류가 큰 저항을 흐를 때는 많은 에너지를, 작은 저항을 흐를 때는 작은 에너지를 소비하기 때문이다. 4. 직렬연결 회로에서 한개의 전구가 끊어지면 회로가 차단되어 전류는 흐르지 않는다. 5. 직렬연결 회로에서 전구를 한 개 더 직렬로 연결시키면, 회로 전체의 저항이 켜져 각 전구의 밝기는 줄어든다.  |
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