기초회로실험(예비+결과) - 중첩의 원리
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예비 보고서
1. 실험 목적
(1) 중첩의 원리를 이해한다.
(2) 중첩의 원리를 실험적으로 확인한다.
2. 이론
1) 중첩의 원리
중첩의 원리(Superposition principle)는 여러개의 독립된 전원이 존재하는 선형회로망을 해석하는데 있어서 매우 중요한 역할을 하는 것이 중첩의 원리이다. 여러 개의 전원을 갖는 임의의 선형수동회로 에서 임의의 저항에 인가되는 전압과 흐르는 전류는 각 독립된 전원에 의한 전압과 전류의 대수적인 합은 같다.
쉽게 말해 한 개 이상의 전원을 포함하는 선형 회로망에 있어서, 회로내의 임의의 점에서 전류의 크기 또는 임의의 두 점간의 전압의 크기는 개개의 전원이 단독으로 존재할 때에 그 점을 흐르는 전류 또는 그 두 점간의 전압을 합한 것과 같다는 것이다. (여기서 개개의 전원이 단독으로 작용할 때라는 것은 다른 전원은 0으로 하는 것을 의미한다.)
중첩의 원리는 고성능 음향계통 전화 방송 그리고 수 많은 측정기기의 기본원리가 되는 중요한 정리이기도 하며, 이 원리를 이용하면 한 개 이상의 전원을 포함한 회로에서 각 가지의 전류 또는 전압은 전원들을 순차적으로 하나씩 작동시키면서 얻은 응답(response)을 구하여 합산함으로써 간단히 구할 수 있다.
주의해야 할 점은 전원이 작동하지 않도록 할 때, 전압원(Voltage source)은 단락회로(Short circuit)로, 전류원(Current source)은 개방회로(Open circuit)로 대치되어야 한다는 것이다.
2) 중첩의 원리의 적용
키르히호프의 전압 법칙나 키르히호프의 전류 법칙을 이용하면 회로내의 특정한 전압이나 전류를 구하려 할 때 복잡한 연립방정식을 풀어야만 특정 전류나 전압을 구할 수 있는 경우가 생긴다. 이러한 단점이 있을 때 회로 해석 시 중첩의 원리를 이용하면 연립방정식을 풀지 않고도 회로내의 특정한 전압과 전류를 구할 수 있다.
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