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전자1643

전자석 세기 공식 다음 그림과 같은 전자석에서 철심에 전선이 N 턴 감겨있고 I의 전류가 흐른다. 아래 그림에서 위는 전자석의 철심이 아래는 전자석에 붙는 물체이다. Air gap은 전자석과 물체가 떨어진 간격이다. 위와 같은 전자석에서 발생하는 자기장 B는 맥스웰의 방정식을 적용하여 다음 식을 구할 수 있다. Lcore는 전체 경로 중에서 철심이 있는 부분의 전체 길이이다. Lair는 철심과 떨어져 있는 공간의 길이로 위 그림에서 2a와 같다. μ는 철심의 투자율이고 μ0는 공기중 투자율이다. 위 식에서 철심의 투자율은 공기중 투자율에 비해 매우 크기 때문에 위 식 우변의 첫 번째 항은 무시되고 자기장 B는 대부분 Lair의 크기에 의해 결정된다. 전자석에서 발생하는 자기장의 크기는 전자석에 붙는 물체에 따라 달라진다... 2020. 6. 17.
라인 드라이버 뜻 라인 드라이버(Line driver)는 전송 선로를 구동하기 위한 증폭 회로를 의미한다. 반사파에 의한 신호의 왜곡을 줄이기 위해 라인 드라이버와 선로의 특성 임피던스는 매칭시켜야 한다. 흔히 Differential 라인 드라이버를 라인 드라이버라고 하는데, 정확하게는 Differential 라인 드라이버는 라인 드라이버 중 한 종류이다. 2020. 6. 16.
단상 정류 회로의 파형 단상 정류 회로는 다음 그림과 같다. 위 회로의 출력 전압 파형은 다음 그림과 같다. 위 전압 파형의 리플은 다음 식과 같다. 여기서, I는 부하 전류이고 f는 입력 주파수의 2배이고 C는 캐패시터의 값이다. 예를 들면 5A 부하전류이고 C가 4700uF 일때 전압 리플은 다음과 같다. ☞ 3상 정류 회로 전압 2020. 6. 16.
선풍기 콘덴서 역할 선풍기가 잘 안 돌거나 천천히 돌 때는 선풍기의 콘덴서가 고장 났을 가능성이 높다. 콘덴서라고 흔히 말하지만 콘덴서는 일본식 명칭이고 정확한 명칭은 캐패시터이다. 영어로 콘덴서는 응축기라는 뜻이다. 선풍기에 사용되는 모터는 단상 유도모터이다. 단상 유도모터를 구동하기 위해서는 90도 위상차가 나는 2상의 전압이 필요하다. 하지만, 일반 가정집에 사용되는 전압은 단상 전압이기 때문 단상 유도모터를 직접 구동시킬 수 없다. 콘덴서를 사용하여 전압을 90도 위상 지연시켜서 90도 위상차의 2상 전압을 만들 수 있다. 여기서 단상 유도모터의 구동 회로를 볼 수 있다. 선풍기를 오래 사용하여 콘덴서 용량이 줄어들면 2상의 위상차가 90도 보다 작아진다. 위상차가 90도 보다 작아지면 회전이 불규칙해지고 회전 속도.. 2020. 6. 15.
PLC 입력이 들어올 때 1펄스 출력하기 입력이 들어올 때 상승 엣지에서 1스캔 동안만 On이 출력 되는 회로는 다음과 같다. | P000 M000 | |---| |---|\|------(P020)----| | | | P000 | |---| |------------(M000)----| | | P000에 입력이 들어오면 P020에 짧은 펄스가 출력된다. 2020. 6. 13.
타이머를 이용한 PLC 점멸 회로 PLC를 이용한 점멸 회로는 다음과 같다. P020가 1초 동안 Off 되고 2초 동안 On 되는 것을 반복한다. 타임 그래프는 다음과 같다. 2020. 6. 13.
모터 인버터 뜻 인버터(Inverter)는 DC를 AC로 변환하는 장치를 의미한다. 인버터는 태양광 패널이나 자동차 전원 등의 DC를 AC로 변환하여 일반 가전제품을 사용할 수 있도록하는 장치이다. 모터에서 인버터라고 할 때는 VFD(Variable-frequency drive) 또는 VSD(Variable speed drive) 또는 Inverter Drive를 의미한다. 모터 인버터는 유도모터의 속도를 제어하는 장치이다. 인버터 내부에서는 AC 전원을 받아 DC로 변환하고 DC를 다시 AC로 변환한다. 이 때 변환하는 AC의 주파수를 제어하여 유도모터의 속도를 제어한다. 인버터와 반대로 AC를 DC로 변환하는 것을 컨버터(Converter)라고 한다. 2020. 6. 13.
PLC On/Off 예제 버튼을 한번 누르면 ON되고 다시 한번 더 누르면 OFF되는 PLC 프로그램은 다음과 같다. 여기서, P는 입력이 상승할 때 1스캔 동안만 On 출력을 내는 명령어이다. P000으로 버튼 입력이 들어오면 P020으로 출력이 On/Off 된다. 2020. 6. 13.
솔레노이드 인덕턴스 공식 다음 그림과 같은 솔레노이드에서 길이는 L이고 단면적은 A이고 전선이 감긴 턴수는 n이다. 위와 같은 솔레노이드의 인덕턴스는 다음 식과 같다. 진공의 투자율은 다음과 같다. 위 식은 다음과 같이 쓸 수 있다. 여기서 n은 단위 길이당 턴수이다. V는 솔레노이드의 부피의 부피이다. 솔레노이드의 인덕턴스는 단위길이당 턴수의 제곱에 비례하고 부피에도 비례한다. 인덕턴스를 증가시키기 위해서는 코일을 촘촘하게 감아야 하고 부피는 키워야 한다. 다시 말하면 인덕턴스 증가시키기 위해 단면적을 증가시키고 길이를 줄이며 턴수는 증가시켜야 한다. ☞ 비투자율 2020. 6. 13.
역전력 계전기 역전력 계전기(RPR, Reverse Power Relay)는 역전력이 흐르는 것을 검출하는 계전기이다. 주로 발전기에 설치하며 발전기에 역전력이 흐르면 발전기가 손상될 수 있기 때문에 역전력이 검출되면 발전기를 차단한다. 발전기에서 역전력이 발생하는 주요 원인은 발전기에 연결된 디젤이나 가스 터빈 등의 원동기(Primer mover)가 멈출 때이다. 원동기가 멈추면 발전기는 모터로 동작한다. 외부 전력으로 발전기를 모터와 같이 동작 시켜 원동기를 돌리기 때문에 역전력이 발생한다. 원동기가 멈추고 발전기가 모터로 동작하면 원동기에 기계적인 손상이 발생하고 화재나 폭발이 일어날 수도 있다. 역전력은 전압과 전류의 위상차로 검출한다. 전압과 전류의 위상차가 -90와 +90도 사이이면 순방향이고 이 범위를 벗.. 2020. 6. 13.
LS 산전 PLC 프로그래밍 LS 산전 PLC의 기초적인 프로그래밍 방법이다. LS PLC는 XG5000을 이용하여 프로그램을 작성한다. XG5000은 여기에서 다운받을 수 있다. 2020. 6. 11.
크리스탈 라디오 크리스탈 라디오 (Crystal radio)는 전원 없이 동작하는 라디오이다. 게르마늄 라디오 또는 광석 라디오라고도 한다. 크리스탈 라디오의 회로도는 다음과 같다. 콘덴서 2개는 220pF을 사용하고 저항은 470kΩ을 사용한다. 이어폰은 일반 이어폰을 사용하며 안되고 크리스탈 이어폰을 사용해야 한다. 크리스탈 이어폰은 임피던스가 1~2KΩ 정도로 크다. 크리스탈 이어폰은 세라믹 이어폰이라고도 하며 압전소자를 이용한 이어폰이다. 구매 사이트 안테나는 긴 전선을 사용하던지 아니면 전선에 집게를 연결하여 금속 물체와 연결한다. 2020. 6. 11.
DC모터의 전달함수 DC 모터의 전달함수는 다음과 같다. 여기서, Ω : 속도 V : 전압 KT : 토크상수 KV : 속도상수 L : 모터 인덕턴스 R : 모터 저항 J : 관성 모멘트 b : 마찰계수 DC 모터의 전달함수는 2차 시스템으로 오버슈트나 진동이 발생할 수 있다. 2020. 6. 10.
전자기파의 원리 전자기파 또는 전파는 전기장과 자기장의 교차하면서 진행하는 파이다. 전기장 주위에는 자기장이 형성된다. 또한 자기장이 변하면 그 주위에 전기장이 형성된다. 즉, 전기장을 자기장을 생성하고 자기장 또한 전기장을 생성한다. 아래 그림에서 전기장 E가 변하면 그 주위에 자기장 H가 발생한다. 전기장이 변하기 때문에 자기장도 변한다. 이 자기장에 의해 새로운 전기장이 형성된다. 형성된 전기장에 의해 새로운 자기장이 형성 된다. 이러한 과정을 반복하면서 전자기파가 퍼져 나간다. ☞ 전자기파 방정식 2020. 6. 9.
계전기와 차단기 차이 계전기는 전력시스템의 상태를 입력 받아 고장을 검출하는 장치이다. 차단기는 고장이 발생했을 때 전력계통의 선로를 차단하는 장치이다. 차단기와 일반 스위치 장치와 차이는 차단기는 매우 큰 고장 전류가 흐를 때 매우 고속으로 차단할 수 있다는 것이다. 단로기와 같은 일반 스위치 장치는 정격전류보다 훨씬 큰 전류가 흐르면 제대로 차단하지 못하고 접점이 붙거나 폭발하는 등의 고장이 날 수 있다. 보통 계전기와 차단기는 다음 그림과 같이 서로 연결하여 사용한다. 계전기에서 고장을 검출하면 차단기에 트립신호를 주어 선로를 차단한다. 2020. 6. 6.
VU 미터 VU 미터 (Volume unit meter)는 오디오 신호의 크기를 표시하는 장치이다. VU 미터는 신호의 RMS 값을 나타낸다. RMS는 실효값으로 일종의 평균값을 나타낸다. 0VU는 1.228Vrms이다. 1kHz 주파수 신호가 인가 되었을 때 바늘이 0VU의 99%까지 도달할 때까지 걸리는 시간은 0.3초이다. 0VU는 스튜디오에서 표준 레벨로 사용된다. VU 미터는 RMS을 나타내지만 피크 미터 (Peak meter)는 신호의 최대값을 나타내는 미터이다. 2020. 6. 4.
가감속 영어로 가감속은 가속과 감속을 합친 말로 영어로는 Acceleration and Deceleration이다. 하지만, 물리학에서는 Deceleration이라는 말을 사용하지 않는다. 감속은 가속도가 음인 Negative acceleration이다. 2020. 6. 3.
니켈수소 (Ni-MH) 배터리 니켈수소 배터리의 특징은 다음과 같다. 니켈수소 (NiMH) 배터리 1셀의 정격 전압은 1.2V이다. 완충 전압은 1.25V이고 방전 전압은 1.0~1.1V이다. 니켈수소 배터리는 니켈카드뮴 배터리에 비해 2~3배 용량이 크다. 180~2000번 충전할 수 있다. 니켈수소 배터리가 과충전 되면 수소가 발생하여 배터리가 터질 수 있다. 니켈수소 배터리는 완전히 방전하지 않고 다시 충전하면 전압이 낮아지는 메모리 효과가 있다. 이전의 전기자동차는 니켈수소 배터리를 사용했지만 현재는 대부분 리튬 배터리로 대체되었다. 니켈수소 배터리를 직렬로 연결했을 때 1개의 배터리만 완전히 방전되면 방전되지 않은 배터리가 방전된 배터리에 역전압을 거는 문제가 발생한다. 니켈수소 충전 니켈수소 배터리는 축전지나 리튬이온 배터.. 2020. 6. 2.
AGV 로봇 AGV (Automated Guided Vehicle)는 무인 운반차라고도 하며 자동으로 이동하는 로봇이다. 다음 사진과 같이 주로 공장에서 물건을 옮기는데 사용된다. AGV 업체http://www.poweragv.com/http://www.gauritech.co.kr/home 2020. 5. 31.
전자와 전류의 방향이 반대인 이유 전류를 발견하고 전류를 정의할 당시에는 전자를 발견하기 전이었다. 그래서, 사람들은 전류가 양전하가 이동하는 것으로 생각했고 양전하가 이동하는 방향을 전류의 방향으로 정의했다. 즉, 오늘날의 양성자가 이동하면서 전류가 흐른다고 생각한 것이다. 이후에 실제로는 전선을 구성하는 양성자는 그대로 있고 음전하인 전자가 이동하면서 전류가 흐르는 것이 발견되었다. 하지만, 이전의 전류 부호 규칙을 그대로 유지했고 전자와 전류 방향이 반대가 되었다. 대부분의 경우에 음전하인 전자에 의해 전류가 흐르지만 특별한 물리 실험 장치에서는 양전하에 의해 전류가 흐르는 경우도 있다. 이 때는 전류의 방향과 전하의 방향이 같아진다. 2020. 5. 31.
전기자전거 모터의 출력 토크 전기자전거의 모터를 출력을 나타낼 때 300W와 같이 출력으로 나타내는 것과 65Nm와 같이 토크로 나타내는 것이 있다. 출력과 토크의 상관관계는 다음 식과 같다. 출력 = 토크 x 회전속도 토크는 힘을 의미한다. 토크가 높다는 말은 힘이 좋다는 것으로 더 높은 경사의 오르막길을 오를 수 있다는 의미이다. 토크가 부족하면 오르막길에서 올라가지 못하고 멈추게 된다. 토크가 부족하여 오르막길을 오르지 못할 때는 기어비를 올리면 바퀴에 전달되는 토크가 증가하여 오르막길을 오를 수 있다. 이 때 속도는 기어비에 비례하여 감소한다. 출력은 토크와 회전속도의 곱이기 때문에 보통 출력이 높으면 토크도 높다. 출력은 높은데 토크가 작다면 최대속도가 빠른 것이다. 2020. 5. 30.
테슬라 배터리 종류 테슬라 모델 S에 사용된 배터리는 파나소닉의 18650 리튬이온 배터리이다. 18650 배터리는 지름 18mm 길이 65mm로 노트북, 전기자전거 등에서 범용적으로 많이 사용되는 배터리이다. 모델 S의 85kW 배터리는 16개의 모듈이 직렬로 연결되어있다. 하나의 모듈은 444개의 셀(병렬 74개, 직렬 6개)로 구성된다. 하나의 모듈은 약 23V이고 16개의 모듈이 직렬로 연결되어 전체 전압은 약 375V이다. 전체 배터리 셀은 7,104개이다. 이후 나온 모델 3에서는 테슬라에서 생산하는 21700 배터리를 사용하였다. 21700은 지름 21mm 길이 70mm이다. 2020. 5. 30.
공기청정기 원리 공기청정기의 종류에는 크게 기계식 방식과 전기식 방식이 있다. 기계식은 필터를 이용하여 공기를 정화하는 방식이다. 전기식은 오염물질에 고전압을 걸어 오염물질을 음전하로 대전 시킨 후 양전하로 대전된 판에 오염물질을 끌어 당겨 제거하는 방식이다. 전기식 방식에는 고전압을 사용하는데 이 때 공기 중의 산소가 오존으로 변할 수 있다. 오존은 건강에 매우 안 좋은 발암 물질이다. 전기식 공기청정기 사용 중 냄새가 많이 나면 오존이 나오는 것으로 사용을 중지해야 한다. 공기 중에서 번개나 정전기 등 고전압이 있을 때 오존이 발생한다. 오존 (O3)은 산소와 동소체지만 산소와 달리 유독 물질이다. 2020. 5. 29.
터치스위치 종류 터치스위치 (Touch switch)는 터치할 때 동작하는 스위치이다. 터치 스위치는 동작 방식에 따라 다음의 3가지 종류가 있다. 1. 정전용량 방식 (Capacitivie touch switch)사람이 터치 스위치에 손가락을 대면 스위치의 정전용량이 변하는데 이러한 변화를 감지하여 동작하는 스위치이다. 정전용량 터치 스위치는 전용 IC를 사용하는 경우가 많고 많은 반도체 회사에서 정정용량 터치스위치 IC를 만든다, 2. 저항 방식 (Resistance touch switch)저항 방식 터치 스위치는 손가락을 대면 변하는 저항을 감지하여 동작하는 스위치이다. 2개의 전극 사이에 손가락을 누르면 그 사이의 저항이 변하게 된다. 저항 방식 터치스위치는 정전용량 방식에 비해 쉽고 간단하게 구현할 수 있다는 .. 2020. 5. 23.
전류 암페어 단위 정의 2019년 이전 암페어 정의 전류 단위인 암페어(Ampere, A)의 정의는 다음과 같다. 무시할 수 있을 정도의 작은 단면적을 가진 2개의 무한 길이 전선이 1m 간격으로 평행으로 배치되어 있다. 이 2개의 전선에 전류가 흐르면 서로 인력을 받게 된다. 이때, 1m 당 받는 힘이 2x10-7 N일 때 전선에 흐르는 전류를 측정하여 그 값을 1A라고 정의한다. 쿨롱(Coulomb, C) 단위는 전류에서 유도된다. 1C은 1A의 전류가 1초 동안 흐를 때의 전하량이다. 2019년 이후 암페어 정의 전자의 전하량은 1.602176634×10-19 C이다. 1A는 1초에 6.241509074×1018개의 전자가 흐르는 것으로 정의한다. 2020. 5. 20.
전기 절연 테이프 종류 일반적으로 많이 사용하는 아래 사진과 같은 전기 절연 테이프는 고무 25% 석회분말 65%로 구성되어 있다. -18 ~ 70도에서 사용할 수 있다. 고온에서 사용할 때는 캡톤 테이프나 PET 테이프 등을 사용해야 한다. 이런 테이프는 약 200도 정도까지 사용할 수 있다. 자동차, 변압기 등에는 아세테이트 테이프를 사용하기도 한다. 아세테이트 테이프는 100도 이상에서 사용할 수 있다. 2020. 5. 19.
엔코더 RPM 계산 - MT 메소드 엔코더에서 RPM을 계산하기 위해서 타이머와 카운터를 이용하여 엔코더 펄스를 측정하여야 한다. RPM 계산을 위해 흔히 MT Method라고 부르는 방법을 많이 사용한다. M 메소드 일정 주기 T마다 엔코더의 카운터를 읽어 RPM을 계산한다. T 주기 마다 읽은 카운터 값이 Pm이라면 속도는 다음 식과 같다. 이 방식은 저속에서 오차가 많이 발생하는 문제가 있다. T 메소드 엔코더 펄스의 주기를 고속 타이머를 이용하여 측정한다. 엔코더 펄스 동안 고속 타이머 값이 Tm이라면 속도는 다음 식과 같다. 이 방식은 고속에서 오차가 많이 발생하는 문제가 있다. MT 메소드 위의 M 방식과 T 방식은 저속과 고속에서 각각 오차가 많이 발생하는데 이러한 오차를 줄이기 위해 M 방식과 T 방식을 합친 MT방식을 사용.. 2020. 5. 17.
모터 극수 자석을 사용하는 DC 모터, BLDC 모터, 동기 모터의 극수(Pole number)는 자석의 개수를 의미한다. 다음 그림과 같이 사용되는 자석의 개수에 따라 2극, 4극, 6극이 된다. 자석을 사용하지 않는 유도 전동기의 극수는 고정자 권선의 개수에 의해 결정 된다. 다음 그림과 같이 3상 코일 1 세트일 때 2극이 되고 2 세트일 때는 4극이 된다. Pole pair는 극의 쌍의 개수로 Pole 개수의 절반이다. 즉, 4 pole은 2 pole pair와 같은 말이다. ☞ 모터의 폴과 슬롯 2020. 5. 16.
SPI 통신 파형 STM32의 SPI 통신 파형은 다음과 같다. CPHA가 0이면 클럭의 1번째 엣지에서부터 동작하고 CPHA가 1이면 클럭의 2번째 엣지에서부터 동작한다. CPOL이 0이면 폴링 엣징에서 동작하고 CPOL이 1이면 라이징 엣징에서 동작한다. CPHA과 CPOL에 따라 4가지 경우로 설정할 수 있다. 데이터 크기를 8비트 또는 16비트로 설정할 수도 있다. 데이터 크기는 임의로 정할 수 있다. 어떤 제품은 8비트인 것도 있고 23비트인 것도 있다. 8비트 SPI 컨트롤러에서 23비트 데이터를 읽기 위해서는 8비트를 연속적으로 3번 읽어야 한다. 2020. 5. 16.
SPI 통신 멀티 마스터 SPI 통신은 기본적으로 싱글 마스터(Single-Master) 구조이지만 다음 그림과 같이 멀티 마스터(Multi-Master)로 동작 시킬 수도 있다. 초기에는 모두 슬레이브 모드에 있고 마스터가 되기를 원하는 곳에서 GPIO로 신호를 보낸 후 마스터 모드로 전환하여 통신을 시작한다. 통신 종료 후에는 슬레이브 모드로 전환한다. 이 때, 양 쪽에서 동시에 마스터 신호를 보내는 것을 방지하기 위한 Arbitration 로직이 필요하다. 2020. 5. 16.
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