변압기 회로 설계

목차

□ 서 론

□ 설 계 수 행
- 상황정의 및 가정 설정
- 설계 목표 정의
- 계획 수립
- 계획 수행
- 결과의 검증

□ 결 론

□ 설 계 소 감

본문내용

전력을 전달하는데 요구되는 권선비 n을 구하라.
(3) 계획 수립
1. 저항 R에 최대 전력을 전달하는데 필요한 변압기의 권선비를 구한다.
2. R = 4[Ω] 일 경우의 권선비를 구한다.
3. R = 6[Ω] 일 경우의 권선비를 구한다.
3. 설 계 수 행
(4) 계획 실행
1. 저항 R에 최대 전력을 전달하는데 필요한 변압기의 권선비를 구한다.
이다. 최대 전력이 전달되려면 은 의 공액 복소수가 되어야 한다. 이다.
[그림 3-2]
[그림 3-2]에 나타난 바와 같이 변압기를 정합 회로망으로 이용하면 임피던스 은 변압기의 권선비 n의 함수가 될 것이다. 을 의 공액 복소수와 같다고 놓고 권선비 n을 구하는 최종 방정식을 풀어 보면
이다.
따라서 실수항과 허수항의 계수 비교법을 통해서
과 라는 두 식이 나온다.
2. R = 4[Ω] 일 경우의 권선비를 구한다.
R = 4 일 경우 (식2-1) (식2-2)
라는 두 식을 얻을 수 있다.
따라서 (식2-1)에서 n에 관하여 풀면 n=2를 얻을 수 있다. 그러나 (식2-2)는 만족하지 않는다. 실제로 (식2-2)를 만족하는 양수값 n은 존재 하지 않는다.
3. 설 계 수 행
[그림 3-3]
따라서 [그림 3-3]과 같이 커패시터를 하나 추가 시켜줌으로써 의 허수부가 음수가 되도록 정합 회로망을 수정할 수 있다. 그러나 여기서는 의 값이 주어지지 않았기 때문에 정확한 커패시터의 용량을 구할 수는 없지만 커패시터를 추가 시켜 줌으로써 n의 값이 정확해 질 수 있다.
3. R = 6[Ω] 일 경우의 권선비를 구한다.
계획 실행 2와 동일한 방법으로 R = 6 일 경우 두 식을 구할 수 있다.
(식2-3) (식2-4)
따라서 (식2-3)에서 n에 관하여 풀면 를 얻을 수 있다. 그러나 계획 실행2와 마찬가지로 (식2-4)는 만족하지 않는다. 또한 실제로 (식2-4)를 만족하는 양수값 n을 구하기 위해서는 [그림 3-3]과 같이 커패시터 하나를 추가 시켜줌으로써 의 허수부가 음수가 되도록 정합 회로망을 수정하여 정확한 양수값 n을 구할 수 있다.
따라서 일 때 n = 2 이고, 일 때 n = 2.45 가 된다.
3. 설 계 수 행
(5) 결과의 검증
가 됨을 확인함으로써 결과 검증을 할 수 있으나 여기서는 의 값이 주어지지 않았음으로 인해서 커패시터의 정확한 값을 구하기가 어려웠
고 [그림3-3]과 같이 의 허수부가 음수가 되도록 정합 회로망을 수정할 수가 없었다. 따라서 n의 정확한 양수의 값을 구할 수 가 없다.
그러므로 결과의 검증 또한 어렵다.
결과적으로는 일 때 n = 2 이고, 일 때 n = 2.45 가 된다.
4. 결 론
결론으로는 일 때 n = 2 이고, 일 때 n = 2.45 가 된다.
그러나 이러한 값들은 앞에서 확인한 바와 같이 [그림3-3]과 같이 의 허수부가 음수가 되도록 정합 회로망을 수정할 수가 없었다. 따라서 n의 정확한 양수의
값을 구할 수 가 없다.
5. 설 계 소 감
이번 설계를 통하여 변압기의 특성 및 부하에 최대 전력 전달을 위한 설계방법등을 알 수 있었다. 특히나 일상 생활에서도 많이 응용이 될 수 있는 최대 전력 전달의 중요성과 그 방법을 알 수 있었다는 점에서 중요한 설계문제였던 것 같다. 그러나 의 값이 주어지지 않았음에 따라 n의 정확한 양수의 값을 구하서 위해서 커패시터를 추가하여 [그림3-3]과 같이 의 허수부가 음수가 되도록 정합 회로망을 수정할 수가 없었다는 점에서는 아쉬움이 남기도 하였다.
이번 설계의 중점은 아마도 최대 전력 전달이라는 점이 아니었나 싶다. 최대 전력 전달이라는 중요한 요점을 잡아서 많은 걸 알 수 있게 해준 설계가 아니었나 생각해본다.

키워드

변압기,   코일,   콘덴서,   회로,   설계