전자 회로 입문: 초보자를 위한 완벽 가이드

전자 회로는 단순히 전자가 흐르는 경로입니다. 회로는 전류가 흐르는 통로입니다. 따라서 전구는 전류가 통과해 켜지려면 닫힌 경로가 필요합니다.

전기 개발자는 손전등부터 더 복잡한 회로가 필요한 슈퍼컴퓨터까지 다양한 전기 기기에 회로 기판을 사용합니다. 이 글은 회로가 어떻게 전기 기기 작동을 돕는지 이해하는 데 도움이 됩니다.

전기 회로 소개

서로 다른 전자 부품으로 구성된 닫힌 회로가 완전한 연결을 만듭니다. 이러한 부품에는 저항, 커패시터, LED, 트랜지스터, 인덕터, 집적 회로 등이 포함됩니다. 저항은 일반적으로 올바른 전류와 전압 레벨을 설정하는 데 쓰입니다. 반면 트랜지스터는 신호를 증폭하거나 반전시킬 수 있습니다.

어떤 물체든 제작하려면 설계가 필요합니다. 회로 설계는 회로도(단순히 전기 경로를 그린 그림)를 먼저 그려서 합니다. 제조사는 다양한 부품으로 회로를 만들며 연결 방법도 다양합니다. 회로도 설계는 전자 회로를 더 잘 이해하는 데도 도움이 됩니다.

(전자 회로 기판)

초보자를 위한 가장 일반적인 전기 회로

증폭기 회로

입력 신호 크기를 키우는 용도의 기기들은 주로 증폭기 회로를 사용합니다. 예: 라디오의 센서에 입력된 작은 소리 신호가 더 큰 출력 신호로 스피커에 전달됩니다. 예: 1볼트 입력 신호가 증폭기에 의해 50볼트 출력으로 변환되는 변화를 이득(Gain)이라고 합니다.

좋은 증폭기는 입력 신호 값에 관계없이 이득이 일정합니다.

트랜지스터만으로 만든 100와트 서브우퍼 증폭기 같은 간단한 전자 프로젝트는 회로가 짧아 저렴하고 조립이 간단합니다. 이 증폭기로 최대 100와트 출력을 낼 수 있습니다.

(비반전 증폭기 이미지)

알람 회로

비 알람은 비를 감지하는 간단한 회로입니다. 빗물을 모으는 사람들과 바깥에 취약한 물건을 둔 사람들에게 비가 온다는 것을 경고하는 데 유용합니다.

간단한 비 알람 프로젝트에는 빗물 센서, 555 타이머 IC, 부저 세 가지만 필요합니다. 센서가 비를 감지해 555 타이머에 신호를 보내면 부저가 작동합니다. 다른 경우 부저가 알람 역할을 할 수도 있습니다.

더 복잡한 비 알람 회로에는 프로브가 필요합니다. BC548, BC558 트랜지스터, 10k, 330k 저항, 0.1µF 커패시터, 3V 배터리, 스피커가 필요합니다.

빗물이 회로의 프로브에 닿으면 회로를 통해 전류가 흐릅니다. 결과적으로 Q1 트랜지스터가 켜지고 Q2 트랜지스터(PNP)가 활성화됩니다. 또한 Q2 트랜지스터의 도통으로 스피커를 통해 전류가 흘러 부저 소리가 납니다.

프로브가 빗물과 접촉하는 한 이 과정이 반복됩니다.

(간단한 비 센서 알람 회로)

출처: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Simple_Rain_Sensor_Alarm_Circuit_using_a_Single_Transistor.jpg

조명 회로

조명 회로는 빛이 우리 삶의 큰 부분을 차지하므로 가장 인기 있는 전자 경로 설계 중 하나입니다. 자동 LED 비상등, 가로등 회로 등에서 쉽게 찾아볼 수 있습니다.

DC 조명 전기 회로에서는 애노드(+)와 캐소드(-)를 가진 LED에 전류를 가합니다. 경로에는 출력 신호를 표시하는 전구와 DC 입력 전압을 LED 전구에 공급하는 스위치가 있습니다. 전구도 음극과 양극이 있습니다. 각 부품의 양극끼리, 음극끼리 연결합니다.

LED 비상등 회로를 만들려면 LED, LM317 IC, 트랜지스터 2개, 기타 일반 부품이 필요합니다.

DC 조명 회로 회로도

충전 회로

충전 회로는 주로 납축전지에 쓰입니다. 예: BC148 트랜지스터, SCR, 기타 기본 부품으로 배터리 충전 회로를 쉽게 만들 수 있습니다. 30-40Ah 용량의 12볼트 납축전지 자동차 배터리 충전이 가능합니다.

(위키북스 회로 이론용 RC 회로의 충전, 비강제 방전 사진)

출처: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6e/Example30b.png

인버터 또는 컨버터 회로

엔지니어는 인버터 전기 회로를 사용해 DC 전력을 AC 전압으로 변환합니다. 기본 원리는 DC 입력을 사용해 발진을 만들고, 전류를 증폭해 트랜스포머를 통과시키는 것입니다. 1차와 2차 코일 권수에 따라 원래 전압이 증가해 더 높은 전압이 나옵니다.

(형광등용 전류 공진 인버터: 단순화된 회로 이미지)

제어 회로

제어 회로는 별도의 전력 회로 동작을 제어하므로 독특합니다. 예: 2,400볼트 고전압 전원에 연결된 1,000마력 모터가 워터 펌프를 구동하는 경우.

(신호 제어 회로 사진)

초보자를 위한 회로 – 온도 모니터

서미스터(thermistor)라고도 하는 온도 모니터는 "차가운" 다이오드(T1)의 전압 강하와 "따뜻한" 트랜지스터(T2)의 베이스-이미터 전압을 비교해 사용합니다. 따라서 트랜지스터는 파워 트랜지스터의 히트싱크 같은 열원과 물리적으로 접촉해야 합니다. 회로의 효과적 동작은 T1 트랜지스터의 베이스 단자에 달려 있습니다.

휴대용 기기와 도난 경보 시스템에 온도 모니터 회로가 쓰입니다. 온도 모니터 회로 보드는 LED를 사용합니다. LED 배터리 전압이 9볼트 미만으로 떨어지면 표시합니다. 전압이 9볼트 이상이면 베이스-이미터 단자 전압이 동일해 두 트랜지스터와 LED 모두 꺼진 상태를 유지합니다.

(열원, 콜드 정션, 전압계를 가진 열전대 측정 회로 이미지)

초보자를 위한 회로 – 터치 센서 회로

제조사는 터치, 힘, 압력을 감지하기 위해 터치 센서를 사용합니다. 회로는 기기의 물리적 터치나 압력을 포착하므로 사용자가 근접성 측면에서 환경을 식별하는 데 사용할 수 있습니다.

저항과 발광 다이오드가 회로 제작에 사용되는 부품입니다.

터치 센서 회로도

초보자를 위한 회로 – 멀티미터 회로

멀티미터는 저항과 연결된 검류계로 전압, 저항, 전류를 측정합니다. 프로브를 멀티미터 회로에 연결해 통과 전압을 측정합니다. 따라서 멀티미터 회로로 DC와 AC 파라미터를 측정하며, 연속 권선 모터에서 멀티미터 회로의 좋은 응용 예입니다.

(멀티미터 회로 이미지)

초보자를 위한 회로 – 전자 눈

전자 눈은 초인종을 대체하기 좋은 장치입니다. 집이나 사무실 입구의 사람을 감시하는 데 전자 눈 회로를 사용할 수 있습니다. 무단 침입자가 문을 열려고 하면 그림자가 LDR에 떨어져 회로가 활성화됩니다. 따라서 알람이 울려 사용자에게 경고합니다.

문이나 게이트에 연결된 LDR을 가진 훌륭한 보안 시스템입니다.

전자 눈 회로도

요약

요약하자면, 이 글은 회로와 기본 전자 개념에 대한 기초적이고 충분한 지식을 제공했습니다. 이들은 우리 일상 가전제품의 필수 부분이므로 어떻게 동작하는지 이해해야 합니다.

회로나 회로 제작에 대해 궁금한 점이 있으면 연락 주세요.