산업기술
“질문에 답하면 발전이 이루어집니다. 발견은 질문에 대한 답변을 통해 이루어집니다.” —Bernhard Haisch, 천체 물리학자 옴의 법칙은 전기 회로를 분석하는 데 도움이 되는 간단하고 강력한 수학적 도구이지만 한계가 있으며 실제 회로에 올바르게 적용하려면 이러한 한계를 이해해야 합니다. 대부분의 도체에서 저항은 전압이나 전류의 영향을 거의 받지 않는 다소 안정적인 속성입니다. 이러한 이유로 우리는 전압과 전류가 서로 직접적으로 관련되어 있는 많은 회로 구성요소의 저항을 상수로 간주할 수 있습니다. 예를 들어, 3
모든 회로에서 전압, 전류 및 저항 사이의 관계는 매우 규칙적이므로 다른 두 개를 제어하는 것만으로 회로의 모든 변수를 안정적으로 제어할 수 있습니다. 아마도 모든 회로에서 제어하기 가장 쉬운 변수는 저항일 것입니다. 이것은 전도성 구성 요소의 재료, 크기 및 모양을 변경하여 수행할 수 있습니다(램프의 얇은 금속 필라멘트가 두꺼운 와이어보다 전기 저항을 더 많이 생성한 방법을 기억하십니까?). 저항기란 무엇입니까? 저항이라고 하는 특수 부품은 회로에 삽입하기 위한 정확한 양의 저항을 생성할 목적으로 만들어졌습니다. 일반적으로
제곱 공식 알아보기 우리는 전기 회로의 전력을 결정하는 공식을 보았습니다. 볼트 단위의 전압에 암페어 단위의 전류를 곱하면 와트 단위의 답이 나옵니다. 이것을 회로 예제에 적용해 보겠습니다. 옴의 법칙을 사용하여 전류를 결정하는 방법 위의 회로에서 우리는 배터리 전압이 18볼트이고 램프 저항이 3Ω임을 알고 있습니다. 옴의 법칙을 사용하여 전류를 결정하면 다음을 얻습니다. 이제 전류를 알았으므로 해당 값에 전압을 곱하여 전력을 결정할 수 있습니다. 이것은 램프가 108와트의 전력을 발산(방출)하고
전압 및 전류 외에도 전기 회로와 관련된 또 다른 중요한 매개변수가 있습니다. 전력 . 먼저 회로에서 전력을 분석하기 전에 전력이 무엇인지 이해해야 합니다. 힘이란 무엇이며 어떻게 측정합니까? 파워는 주어진 시간에 얼마나 많은 작업을 수행할 수 있는지를 측정한 것입니다. 일 일반적으로 중력에 대항하여 무게를 들어 올리는 것으로 정의됩니다. 무게가 무거울수록 및/또는 더 높이 들어올릴수록 더 많은 작업이 수행됩니다. 힘 표준 작업량이 얼마나 빨리 완료되는지를 측정한 것입니다. 미국 자동차의 경우 엔진 출력은 마력이라는 단위로
옴의 법칙은 수도관 비유에 적용하면 직관적으로 이해됩니다. 제한(저항)을 통해 회로(전류) 주위에 물을 밀어내기 위해 압력(전압)을 가하는 워터 펌프가 있는 경우 세 변수가 상호 연관되는 방식을 모델링할 수 있습니다. 물의 흐름에 대한 저항이 동일하게 유지되고 펌프 압력이 증가하면 유량도 증가해야 합니다. 압력이 동일하게 유지되고 저항이 증가하면(물이 흐르기 더 어려워짐) 유량은 감소해야 합니다. 흐름에 대한 저항이 감소하는 동안 유속이 동일하게 유지된다면 펌프에서 요구되는 압력은 필연적으로 감소할 것입니
첫 번째이자 아마도 가장 중요한 전류, 전압 및 저항 사이의 관계는 옴의 법칙이라고 하며 Georg Simon Ohm이 발견하고 1827년 논문인 The Galvanic Circuit Investigated Mathematically에서 발표했습니다. 전압, 전류 및 저항 전하가 지속적으로 이동할 수 있도록 전도성 경로가 생성되면 전기 회로가 형성됩니다. 회로의 도체를 통해 전하가 계속해서 이동하는 것을 전류라고 합니다. , 중공 파이프를 통한 액체의 흐름과 마찬가지로 종종 흐름이라는 용어로 언급됩니다. 전하 캐리어가 회로에서
“표준의 좋은 점은 그들 중 많은 사람들이 선택할 수 있습니다. —Andrew S. Tanenbaum, 컴퓨터 과학 교수 양전하 및 음전하 Benjamin Franklin이 전하 흐름의 방향(매끄러운 왁스에서 거친 양모로)에 대한 추측을 했을 때 그는 전자가 전하의 구성 단위라는 사실을 알고 있음에도 불구하고 오늘날까지 존재하는 전기 표기법의 선례를 세웠습니다. 그리고 그 두 물질이 함께 문지르면 밀랍에서 양모로가 아니라 양모에서 밀랍으로 옮겨집니다. 이것이 전자가 음성을 갖는다고 말하는 이유입니다. 전하:Franklin은 전하
저항의 반대 방향으로 전하를 강제로 흐르게 하려면 에너지가 필요하기 때문에 회로의 모든 지점 사이에 저항이 있는 지점 사이에 전압이 나타납니다(또는 강하). 전류의 양(즉, 매초 주어진 지점을 지나는 전하의 양)은 간단한 회로에서 균일하지만, 회로에서 서로 다른 점 세트 사이의 전압의 양(단위 전하당 위치 에너지)은 단일 회로는 상당히 다를 수 있습니다. 이 회로를 예로 들어 보겠습니다. 이 회로의 4개 지점에 숫자 1, 2, 3, 4를 표시하면 지점 1과 2 사이의 전선을 통해 전도되는 전류의 양이 램프를 통해 전도되는 전
이전 섹션의 회로는 그다지 실용적인 회로가 아닙니다. 사실, 구축하는 것은 매우 위험할 수 있습니다(단일 와이어 조각과 함께 전압 소스의 극을 직접 연결). 위험한 이유는 이러한 단락에서 전류의 크기가 매우 클 수 있기 때문입니다. , 그리고 에너지의 방출은 매우 극적일 수 있습니다(보통 열의 형태로). 일반적으로 전기 회로는 방출된 에너지를 최대한 안전한 방식으로 실용적으로 사용할 수 있는 방식으로 구성됩니다. 램프의 필라멘트를 통한 전류 흐름 전류의 실용적이고 대중적인 용도 중 하나는 전기 조명 작동입니다. 가장 단순한 형태의
이전에 언급했듯이, 연속적인 전하 흐름이 일어나기 전에 우리는 연속적인 경로(즉, 회로) 이상이 필요합니다. 또한 이러한 전하 캐리어를 회로 주위로 밀어넣는 수단이 필요합니다. 튜브의 구슬이나 파이프의 물처럼 흐름을 시작하려면 일종의 영향을 미치는 힘이 필요합니다. 전자의 경우 이 힘은 정전기에서 작용하는 힘과 동일합니다. 즉, 전하의 불균형에 의해 생성되는 힘입니다. 함께 문질러진 왁스와 양모의 예를 들면, 왁스의 잉여 전자(음전하)와 양모의 전자 부족(양전하)으로 인해 전하의 불균형이 발생한다는 것을 알 수 있습니다. 이 불균형
이러한 가상 소스 및 대상의 이점 없이 어떻게 전하가 전선을 통해 균일한 방향으로 계속 흐를 수 있는지 궁금했을 것입니다. Source-and-Destination 체계가 작동하려면 연속적인 흐름을 유지하기 위해 둘 다 충전 용량이 무한해야 합니다! 도체, 절연체 및 전자 흐름에 대한 이전 페이지의 대리석 및 튜브 비유를 사용하면 대리석 소스 및 대리석 대상 버킷은 대리석의 흐름이 지속되기에 충분한 대리석 용량을 포함할 수 있도록 무한히 커야 합니다. 서킷이란 무엇입니까? 이 역설에 대한 답은 회로의 개념에서 찾을 수 있습니다
다른 유형의 원자의 전자는 이동할 자유도가 다릅니다. 금속과 같은 일부 유형의 재료에서는 원자의 최외각 전자가 너무 느슨하게 결합되어 실온 열 에너지의 영향에 의해서만 해당 재료의 원자 사이 공간에서 무질서하게 움직입니다. 이러한 사실상 결합되지 않은 전자는 각각의 원자를 자유롭게 떠나 인접한 원자 사이의 공간을 떠다니기 때문에 종종 자유 전자라고 불립니다. . 도체 대 절연체 유리와 같은 다른 유형의 물질에서는 원자의 전자가 이동할 자유가 거의 없습니다. 물리적 마찰과 같은 외력은 이러한 전자 중 일부가 각각의 원자를 떠나 다른
특정 유형의 재료는 함께 문지른 후 신비롭게 서로를 끌어당긴다는 것이 수세기 전에 발견되었습니다. 예를 들어, 실크 조각을 유리 조각에 문지른 후에는 실크와 유리가 서로 달라붙는 경향이 있습니다. 실제로 두 재료가 분리되어 있어도 발휘할 수 있는 인력이 있었습니다. 유리와 실크는 이와 같이 작용하는 것으로 알려진 유일한 재료가 아닙니다. 라텍스 풍선에 손을 대다가 겨우 붙으려는 것을 발견한 사람이라면 누구나 이와 같은 현상을 경험했을 것입니다. 파라핀 왁스와 양모 천은 초기 실험자들이 함께 문지른 후 매력적인 힘을 나타내는 것
반도체 기술이 거의 모든 응용 분야에서 사용되지 않는 튜브를 제외하고 어떻게 전자 튜브의 설계 및 기능에 대해 현대 전자 제품 텍스트의 전체 장을 할애하는지는 다소 이상하게 보일 수 있습니다. 그러나 역사적 목적뿐만 아니라 거의 반도체 패권에 관한 모든 응용 프로그램. 일부 응용 분야에서 전자 튜브는 계속해서 실제 사용을 볼 수 있을 뿐만 아니라 아직 발명된 어떤 고체 장치보다 각각의 작업을 더 잘 수행합니다. 어떤 경우에는 전자관 기술의 성능과 신뢰성이 멀리 있습니다. 우수합니다. 고출력, 고속 회로 스위칭 분야에서 수소 사이
극도로 높은 주파수 응용 분야(1GHz 이상)의 경우 표준 전자관 구성의 전극간 정전 용량 및 통과 시간 지연이 금지됩니다. 그러나 튜브를 구성할 수 있는 창의적인 방법에는 끝이 없는 것으로 보이며 이러한 문제를 극복하기 위해 여러 고주파 전자 튜브 디자인이 만들어졌습니다. 1939년에 공진기라고 불리는 전도성 물질로 만들어진 환상형 공동이 발견되었습니다. 진동 강도의 전자 빔을 둘러싸면 빔 자체를 실제로 가로채지 않고도 빔에서 전력을 추출할 수 있습니다. 빔과 관련된 진동하는 전기장 및 자기장은 길가 협곡에서 울려 퍼지는 자동차
증폭 및 전환 작업을 수행하는 것 외에도 튜브를 디스플레이 장치로 사용할 수 있도록 설계할 수 있습니다. 아마도 가장 잘 알려진 전시관은 음극선관일 것입니다. , 또는 CRT . 원래 진공에서 음극선(전자)의 거동을 연구하기 위한 도구로 발명된 이 튜브는 전압을 감지하는 데 유용한 도구로 발전했으며 나중에 텔레비전의 출현과 함께 비디오 프로젝션 장치로 발전했습니다. 오실로스코프에 사용되는 CRT와 텔레비전에 사용되는 CRT의 주요 차이점은 오실로스코프 종류는 정전기(판) 편향을 독점적으로 사용하는 반면 텔레비전은 전자기(코일) 편
지금까지 우리는 진공관이라고 하는 유리 봉투 내부의 모든 가스와 증기가 완전히 배출된 관을 살펴보았습니다. . 그러나 특정 가스나 증기가 추가되면 튜브는 상당히 다른 특성을 갖게 되며 전자 회로에서 특정 특정 역할을 수행할 수 있습니다. 가스 또는 증기가 차지하는 거리에 걸쳐 충분히 높은 전압이 가해지거나 해당 가스 또는 증기가 충분히 가열되면 해당 가스 분자의 전자가 각각의 핵에서 벗겨져 이온화 조건이 생성됩니다. . 원자핵에 대한 정전기적 결합에서 전자를 해방한 전자는 전류의 형태로 자유롭게 이동하여 이온화된 가스를 비교적
바이폴라 접합 트랜지스터의 경우 증폭의 기본 측정값은 컬렉터 전류 대 베이스 전류의 비율로 정의되는 베타 비율(β)입니다(IC /나B ). 일부 증폭기 회로에서 성능에 β만큼 영향을 미칠 수 있는 접합 저항과 같은 다른 트랜지스터 특성은 회로 분석의 이점을 위해 정량화됩니다. 전자관도 다르지 않습니다. 전자관의 성능 특성은 오래전에 전기 엔지니어에 의해 탐구되고 정량화되었습니다. 이러한 특성에 대해 의미 있게 말하기 전에 일반적인 전압, 전류 및 저항 측정과 더 복잡한 수량을 표현하는 데 사용되는 몇 가지 수학적 변수를 정의해야
집적 회로의 아이디어와 유사하게, 튜브 설계자들은 보다 현대적인 튜브형 전자 장비의 공간 요구 사항을 줄이기 위해 다른 튜브 기능을 단일 튜브 엔벨로프에 통합하려고 시도했습니다. 단일 유리 쉘 내에서 볼 수 있는 일반적인 조합은 2개의 다이오드 또는 2개의 3극관이었습니다. 단일 엔벨로프 내부에 다이오드 쌍을 맞추는 아이디어는 항상 다중 다이오드가 필요한 전원 공급 장치 전파 정류기 설계를 고려할 때 많은 의미가 있습니다. 물론 수천 개의 트랜지스터를 단일 실리콘 조각에 에칭할 수 있는 방식으로 수천 개의 튜브 요소를 단일 튜브
2차 전자가 스크린에 끌리는 문제를 해결하기 위한 또 다른 전략은 다섯 번째 와이어 요소를 튜브 구조에 추가하는 것이었습니다. 이 5요소 튜브는 자연스럽게 5극관이라고 불렸습니다. . 억제기는 일반적으로 접지 전위에 직접 연결된 스크린과 플레이트 사이에 위치한 또 다른 와이어 코일 또는 메쉬였습니다. 일부 5극관 설계에서 억제기는 내부적으로 음극에 연결되어 튜브 외피를 관통해야 하는 연결 핀의 수를 최소화했습니다. 서프레서의 역할은 2차적으로 방출된 전자를 플레이트로 다시 밀어내는 것이었습니다. 빔 파워 튜브 공간 전하의
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