교류 회로에서 저항, 리액턴스, 임피던스 이해하기

저항, 인덕터, 커패시터가 교류 네트워크에서 어떻게 함께 동작하는지 살펴보기 전에, 핵심 개념들을 정리해 보겠습니다.

저항

저항은 전류 흐름을 방해하는 전기적 마찰입니다. 이상적 초전도체를 제외한 모든 도체에 내재하며, 주로 전용 저항 소자에서 가장 흔히 나타납니다. 교류 신호가 저항을 통과할 때, 결과적인 전압 강하는 전류와 위상이 같습니다. 저항 기호는 R, 단위는 옴(Ω)입니다.

리액턴스

리액턴스는 변화하는 전기장 또는 자기장에서 발생하는 대항으로, 기계 시스템의 관성에 비유할 수 있습니다. 커패시터와 인덕터의 특징입니다. 순수 리액턴스 소자에서 전압 강하는 소자 유형에 따라 전류보다 정확히 90° 뒤지거나 앞섭니다. 리액턴스는 X로 표시되며 옴(Ω) 단위로 측정됩니다.

임피던스

임피던스는 저항과 리액턴스를 단일 복소량으로 결합하여 교류 흐름에 대한 총 대항을 설명합니다. 모든 회로 소자는 임피던스를 나타내므로, 교류 분석의 자연스러운 매개변수가 됩니다. 교류가 임피던스를 통과할 때 전압 강하는 전류와 0°에서 90° 사이에서 위상이 어긋날 수 있습니다. 임피던스는 Z로 표시되며 복소수 형태로 옴 단위로 표현됩니다.

이상적 저항은 저항만, 완벽한 인덕터와 커패시터는 리액턴스만 나타냅니다. 모든 소자가 궁극적으로 임피던스를 가지므로, 교류 회로 분석 전에 저항, 인덕턴스, 정전용량 값을 임피던스로 변환하는 것이 표준 관행입니다.

소자의 임피던스 위상 각도는 그 전압과 전류 사이의 위상 이동입니다. 저항은 전압과 전류가 항상 위상이 같으므로 0°입니다. 인덕터의 전압은 전류를 +90° 앞서므로 +90° 각도를 가집니다. 커패시터의 전압은 전류보다 90° 뒤지므로 -90° 각도가 됩니다.

임피던스는 직렬에서 더해지고 병렬에서 결합되며, 이는 직류 회로에서 저항이 하는 것과 같습니다. 임피던스로 표현된 교류 버전 옴의 법칙은 아래와 같습니다:

관련 워크시트

• 임피던스 워크시트
• 교류 전력 워크시트
• 용량성 리액턴스 워크시트
• 유도 리액턴스 워크시트