AC "극성"에 대한 추가 정보

복소수는 전압 및 전류와 같은 AC 양 사이의 위상 변이를 기호로 나타내는 편리한 방법을 제공하기 때문에 AC 회로 분석에 유용합니다.

그러나 대부분의 사람들에게 추상 벡터와 실제 회로 수량 간의 동등성은 파악하기 쉽지 않습니다. 이 장의 앞부분에서 AC 전압 소스에 복잡한 형태의 전압 수치(크기 및 위상 각) 및 극성 표시.

교류에는 직류처럼 설정된 "극성"이 없기 때문에 이러한 극성 표시와 위상각과의 관계는 혼동을 일으키는 경향이 있습니다. 이 섹션은 이러한 문제 중 일부를 명확히 하기 위해 작성되었습니다.

전압은 본질적으로 상대적입니다. 수량. 전압을 측정할 때 전압이 존재하는 두 지점과 전압을 측정할 계측기의 두 테스트 리드가 있기 때문에 전압계 또는 기타 전압 측정 기기를 전압 소스에 연결하는 방법을 선택할 수 있습니다. 연결.

DC 회로에서 "+" 및 "-" 기호를 사용하여 전압 소스의 극성과 전압 강하를 명시적으로 표시하고 색상으로 구분된 미터 테스트 리드(빨간색 및 검은색)를 사용합니다. 디지털 전압계가 음의 DC 전압을 나타내는 경우 테스트 리드가 전압에 "역방향"으로 연결되어 있음을 알 수 있습니다(빨간색 리드는 "-"에 연결되고 검은색 리드는 "+"에 연결됨).

배터리에는 고유한 기호를 통해 극성이 지정되어 있습니다. 배터리의 짧은 쪽은 항상 음극(-)이고 긴 쪽은 항상 양극(+)입니다. (아래 그림)

기존 배터리 극성

배터리의 전압을 극성 표시가 반전된 음의 숫자로 표현하는 것이 수학적으로 정확하지만 확실히 틀에 박힌 것입니다. (아래 그림)

확실히 독특한 극성 표시

"+" 및 "-" 극성 표시를 전압계 테스트 리드의 기준점으로 간주하고 "+"는 "빨간색"을, "-"는 "검은색"을 의미하는 경우 이러한 표기법을 더 쉽게 해석할 수 있습니다. 위의 배터리에 연결된 전압계는 하단 단자에 빨간색 리드를 연결하고 상단 단자에 검정색 리드를 연결하면 실제로 음의 전압(-6볼트)을 나타냅니다.

사실, 이러한 형태의 표기법과 해석은 생각만큼 특이한 것이 아닙니다. DC 네트워크 분석의 문제에서 일반적으로 "+" 및 "-" 극성 표시가 교육받은 추측에 따라 처음에 그려졌다가 나중에 올바른 것으로 해석되는 문제에서 발생합니다. 또는 계산된 수치의 수학적 기호에 따라 "뒤로".

그러나 AC 회로에서는 "음수" 양의 전압을 다루지 않습니다. 대신, 우리는 위상에 의해 하나의 전압이 다른 전압을 어느 정도 돕거나 반대하는지 설명합니다. :두 파형 사이의 시간 이동. 극성 표기법을 사용하면 벡터가 반대 방향을 가리키는 것을 허용하기 때문에 AC 전압을 부호가 음수라고 설명하지 않습니다.

하나의 AC 전압이 다른 AC 전압과 직접적으로 반대되는 경우 하나는 다른 AC 전압과 180o 위상이 다르다고 간단히 말할 수 있습니다.

여전히 전압은 두 지점 사이에 상대적이며 우리는 두 지점 사이에 전압 측정 기기를 연결하는 방법을 선택할 수 있습니다. DC 전압계 판독값의 수학적 기호는 테스트 리드 연결의 맥락에서만 의미가 있습니다. 즉, 빨간색 리드가 접촉하는 단자와 검은색 리드가 접촉하는 단자입니다.

마찬가지로 AC 전압의 위상각은 두 지점 중 어느 지점이 "기준" 지점으로 간주되는지 아는 맥락에서만 의미가 있습니다. 이러한 사실 때문에 "+" 및 "-" 극성 표시는 명시된 위상각 기준 프레임을 제공하기 위해 회로도에서 AC 전압 단자 옆에 배치되는 경우가 많습니다.

테스트 리드 연결당 전압계 판독값

몇 가지 그래픽 도구를 사용하여 이러한 원칙을 검토해 보겠습니다. 첫째, 테스트 리드 연결을 DC 전압계 표시의 수학적 기호와 연관시키는 원리:(아래 그림)

테스트 리드 색상은 미터 표시의 기호(+ 또는 -)를 해석하기 위한 참조 프레임을 제공합니다.

디지털 DC 전압계 디스플레이의 수학적 기호는 테스트 리드 연결의 맥락에서만 의미가 있습니다. 두 DC 전압 소스가 극성에 대해 레이블이 지정되지 않았다고 가정하고 두 DC 전압 소스가 서로 돕거나 반대하는지 여부를 결정할 때 DC 전압계를 사용하는 것을 고려하십시오.

전압계를 사용하여 첫 번째 소스에서 측정:(아래 그림)

(+) 판독값은 검정색이 (-), 빨간색이 (+)임을 나타냅니다.

왼쪽 전압 소스에서 +24의 첫 번째 측정은 미터의 검은색 리드가 실제로 전압 소스 #1의 음극에 닿고 있고 미터의 빨간색 리드가 실제로 양극에 닿고 있음을 알려줍니다. 따라서 소스 #1이 이 방향을 향한 배터리임을 알고 있습니다(아래 그림).

24V 소스는 극성(-)에서 (+)로 되어 있습니다.

다른 알려지지 않은 전압 소스 측정:(아래 그림)

(-) 판독값은 검정색이 (+), 빨간색이 (-)임을 나타냅니다.

그러나 이 두 번째 전압계 판독값은 음수입니다. (-) 17볼트, 이는 검은색 테스트 리드가 실제로 전압 소스 #2의 양극에 닿아 있는 반면 빨간색 테스트 리드는 실제로 음극에 닿고 있음을 알려줍니다. 따라서 우리는 소스 #2가 반대를 향한 배터리라는 것을 알고 있습니다. 방향:(아래 그림)

17V 소스가 (+)에서 (-)로 극성화됨

경험이 풍부한 DC 전기 학생이라면 이 두 배터리가 서로 대립하고 있음이 분명합니다. 정의에 따르면 반대 전압은 빼기 따라서 24볼트에서 17볼트를 빼서 둘 사이의 총 전압인 7볼트를 구합니다.

그러나 전압계에서 얻은 정확한 전압 수치와 전압계 테스트 리드 배치를 나타내는 극성 표시로 레이블이 지정된 설명이 없는 상자로 두 소스를 그릴 수 있습니다. (아래 그림)

미터에서 읽은 전압계 판독값

극성 표시의 중요성

이 다이어그램에 따르면 극성 표시(미터 테스트 리드 배치를 나타냄)는 보조 소스를 나타냅니다. 서로. 정의에 따르면 보조 전압원은 추가합니다. 서로 결합하여 총 전압을 형성하므로 24V를 -17V에 더하여 7V를 얻습니다. 여전히 정답입니다.

극성 표시가 전압 수치를 더하거나 빼기로 결정하는 데 지침이 된다면(해당 극성 표시가 참을 나타내는지 여부) 극성 또는 미터 테스트 리드 방향만 포함하고 계산에 해당 전압 수치의 수학적 기호를 포함하면 결과가 항상 정확합니다.

다시 말하지만, 극성 표시는 참조 프레임 역할을 합니다. 적절한 맥락에서 전압 수치의 수학적 기호를 배치합니다.

위상각을 제외하고 AC 전압에 대해서도 마찬가지입니다. 수학적 기호 대체 . 서로 다른 위상 각도의 여러 AC 전압을 연결하려면 해당 전압의 위상 각도에 대한 참조 프레임을 제공하기 위해 극성 표시가 필요합니다. (아래 그림)

다음 회로를 예로 들어 보겠습니다.

위상 각도는 ± 기호를 대체합니다.

극성 표시는 서로를 돕는 이 두 전압 소스를 보여주므로 저항의 총 전압을 결정하려면 추가해야 합니다. 10V ∠ 0° 및 6V ∠ 45°의 전압 수치를 함께 사용하여 14.861V ∠ 16.59°를 얻습니다.

그러나 6볼트 소스를 6V ∠ 225°로 표시하고 극성 표시를 반대로 하여도 동일한 총 전압에 도달하는 것은 완벽하게 허용됩니다. (아래 그림)

6V 소스의 전압계 리드를 반대로 하면 위상 각도가 180° 변경됩니다.

6V ∠ 45°(왼쪽에 음수, 오른쪽에 양수)는 6V ∠ 225°(왼쪽에 양수, 오른쪽에 음수)와 정확히 동일합니다. 극성 표시의 반전은 180°의 추가를 완벽하게 보완합니다. 위상각 지정:(아래 그림)

극성을 반대로 하면 위상각이 180° 추가됩니다.

기호가 본질적으로 짧고 긴 라인을 통해 극성을 정의하는 DC 전압 소스와 달리 AC 전압 기호에는 고유 극성 표시가 없습니다. 따라서 모든 극성 표시는 다이어그램에 추가 기호로 포함되어야 하며, 이를 배치하는 "올바른" 방법은 없습니다.

그러나 회로의 다른 전압과 해당 전압의 실제 위상 관계를 나타내려면 주어진 위상 각도와 상관 관계가 있어야 합니다.

검토:

<울>

위상 각도에 대한 참조 프레임을 제공하기 위해 회로도에서 AC 전압에 극성 표시가 제공되는 경우가 있습니다.

관련 워크시트:

<울>

AC 네트워크 분석 워크시트