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2-04전기 신호의 조절

정보의 전달과 저장-4. 전기 신호의 조절
by

raejin park

on 10 August 2017

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Transcript of 2-04전기 신호의 조절

전기 신호의 조절
Overall
생각해보기
스피커에 진동판이 여러 개인 까닭은 무엇일까?
고음과 저음의 차이는 무엇인가?
스피커에 붙어 있는 세개의 진동판 중 어떤 진동판에서 높은 소리가 나는가?
진동수가 큰 소리가 고음, 진동수가 작은 소리가 저음이다.
크기가 가장 작은 진동판에서 높은 소리가 난다.
살펴보기
미니 탐구-이동식 스피커조절하기
(2) 정류기로 이용되는 축전기 : 교류를 직류로 바꾸는 것을 정류라고 한다.

코일과 축전기의 활용

코일과 축전기의 활용

개념 넓히기

전기 신호의 조절

☞ 주파수가 낮은 전류가 흐르면 축전기에 큰 전압이 걸린다
.스피커를 축전기에 병렬로 연결하면
스피커에 큰 전압이 걸리면서 저음이 강조된 소리가 난다.
☞ 코일에서 큰 유도 기전력이 발생하기 때문이다.
1.주파수가 큰 전류가 코일에 잘 흐르지 못하는 까닭은 무엇인가?


2.저음이 강조된 소리를 듣기 위해서 스피커를 축전기에 어떻게 연결해야 하는가?
개념









☞ TV, 라디오 등 안정적으로 전압이 공급되어야 하는 장치에는 모두 정류 회로가 포함되어 있다.
☞ 직류는 주기가 매우 크며, 주파수는 거의 0인 교류로 생각할 수 있다. 따라서 저항과 코일이 연결된 회로에서 코일은 무시되고 저항만이 전류에 영향을 주며, 저항과 축전기가 연결된 회로에서는 전류가 흐르지 못한다.
창의



3. 전압이 일정한 직류 전원 장치에 저항과 코일, 저항과 축전기를 각각 연결하면 전류의 세기는 어떻게 될까?






(1) 고주파 통과 필터와 저주파 통과 필터

코일과 축전기의 활용

코일과 축전기의 활용

개념 넓히기

전기 신호의 조절

코일과 축전기에 따른 전류 변화
야외에서 흔히 볼 수 있는 이동식 스피커에 마이크를 연결하여 소리를 내어 보자. 소리를 내면서 이동식 스피커 윗부분에 있는 조절 나사를 조작해 보자.
1. BASS 조절 나사를 돌리면서 소리를 들어 본다.
2. TREBLE 조절 나사를 돌리면서 소리를 들어 본다.
3. VOLUME 조절 나사를 돌리면서 소리를 들어 본다.
BASS, TREBLE, VOLUME 조절 나사를 돌릴 때 각각 소리가 어떻게 달라지는가?
각 조절 나사들은 소리의 세 가지 요소인 크기, 높이, 맵시 중 어떤 것들과 관련이 있는가?
BASS를 강조하면 낮은 소리가, TREBLE을 강조하면 높은 소리가, VOLUME을 강조하면 큰소리가 난다.
BASS와 TREBLE은 소리의 높이와 관련이 있으며, VOLUME은 소리의 크기와 관련이 있다.
알아보기
전기 신호의 진동수별 크기 조절
축전기와 코일
1. 교류 회로에서의 축전기
그렇다면...
이렇게 조절 나사를 돌렸을 때
소리가 달라지는 이유는 무엇일까?
그 이유는..
.바로
저항, 코일, 축전기의 전기적 특성이 변하기 때문!
저항, 코일 , 축전기가 회로에서 어떤 역할을
하는지 알아보자!
직류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항
교류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항, 코일, 축전기
축전기(Capacitor)
두 금속판을 마주 보게 하여 전하를 저장하는 장치
축전기의 전기용량(C)
축전기가 전하를 저장 수 있는 능력[단위:F(패럿)
교류에서 축전기 역할
전류의 방향이 바뀌면서 충전과 방전이 반복되므로, 전류의 흐름을 방해(전기 저항과 같은 역할!)
직류 회로에서의 축전기는?
직류회로에서 최대로
충전된 축전기에는 전류가 흐르지 않는다
.
세기가 일정한 전류는 주파수가 0인 교류로 생각할 수 있다.
알아보기
전기 신호의 진동수별 크기 조절
축전기와 코일
1. 교류 회로에서의 축전기
직류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항
교류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항, 코일, 축전기
용량 리엑턴스(Xc)
교류에서 축전기에 의한 저항 효과
교류의 주파수가 작을수록, 축전기의 전기 용량(C)이 작을수록 전류는 잘 흐르지 못한다.
주파수가 작은 교류
주파수가 큰 교류
교류의 주파수가 클수록 저항 효과가 작다
용량 리액턴스가 작다.
전류의 세기가 증가한다
알아보기
전기 신호의 진동수별 크기 조절
축전기와 코일
2. 교류 회로에서의 코일
직류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항
교류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항, 코일, 축전기
자체유도
두코일에 흐르는 전류가 변하면서 자기력선속이 변하여 유도 기전력이 생기는 현상으로, 유도 기전력 V는
교류에 의해 자기력선속의 변화를 방해하는 방향으로 유도 기전력이 생겨서 전류의 흐름을 방해한다.(전기 저항과 같은 역할)
교류에서 코일의 역할
직류 회로에서의 코일은?
전류의 변화가 없는 직류회로에서는 코일에 유도 기전력이 발생하지 않는다.
알아보기
① 저항이 커지면 교류의 주파수와 관계없이 전류의 세기는
약해진다.

② 코일의 자체 유도 계수가 클수록 교류 전류의 세기는
약해진다
.

자체 유도 계수가 작아지면 코일은 전류의 세기에 거의 영향을 주지
않는다.
③ 축전기의 전기 용량이 작을수록 교류 전류의 세기는
약해진다.

전기 용량이 커지면 축전기는 전류의 세기에 거의 영향을 주지 않는다
.
전기 신호의 진동수별 크기 조절
축전기와 코일
1. 교류 회로에서의 코일
직류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항
교류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항, 코일, 축전기
유도 리엑턴스(XL)
교류에서 코일에 의한 저항 효과
교류의 주파수(f)가 클수록, 코일의 자체유도계수(L)가 클수록 전류는 잘 흐르지 못한다.
주파수가 작은 교류
주파수가 큰 교류
교류의 주파수가 클수록 저항 효과가 크다
유도 리액턴스가 작다.
전류의 세기가 감소한다
자체유도계수
코일의 단면적이 넓고 코일이 촘촘할 수록 코일에 유도 기전력이
생기는 정도를 말하며, 자체 인턱턴스나 유도 용량이라고 표현한다.
코일을 이용한 고주파 통과 필터와 저주파 통과 필터
알아보기
① 주파수가 클수록 작은 전류가 흐른다.
② 코일에 큰 전압이 걸린다.
주파수가 작을수록 큰 전류가 흐르면서 저항에 큰 전압이 걸린다.
③ 전기 기구를
코일에 병렬로
연결하면 높은 주파수의 전류만
전기 기구에 잘 흐르게 하는 고주파 통과 필터가 된다.

저항에 병렬로
연결하면 낮은 주파수의 전류만 잘 흐르게 하는 저주파
통과 필터가 된다.
전기 신호의 진동수별 크기 조절
코일과 축전기의 활용
직류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항
교류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항, 코일, 축전기
교류 회로에서 전류의 주파수가 커질수록
코일
의 저항효과가 커지고,
축전기
의 저항 효과가 작아지는 것을 이용하여 연결 방법에 따라
고주파의 전류만 잘 흐르게 하거나 반대로 저주파의 전류만 잘 흐르게 할 수 있다.
(가) 고주파 통과 필터
(나) 저주파 통과 필터
축전기를 통한 고주파 통과 필터와 저주파 통과 필터
① 주파수가 클수록 큰 전류가 흐른다.
② 저항에 큰 전압이 걸린다.
주파수가 작을수록 작은 전류가 흐르면서 축전기에 큰 전압이 걸린다.
③ 전기 기구를 저항에 병렬로 연결하면 고주파 통과 필터가 되고,
④ 축전기에 병렬로 연결하면 저주파 통과 필터가 된다.
(가) 고주파 통과 필터
(나) 저주파 통과 필터
고음용 스피커와 저음용 스피커
(가) 축전기를 이용한 스피커
(나) 코일을 이용한 스피커
정류기로 이용되는 축전기
정류기-교류를 직류로 바꾸는 것
알아보기
전기 신호의 진동수별 크기 조절
R-L-C 회로와 공진 주파수
직류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항
교류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항, 코일, 축전기
교류 전원 장치에 저항, 코일, 축전기가 직렬로 연 전기 회로
공진 주파수
임피던스(Z)
회로에 가장 센 전류가 흐를 때의 주파수
교류 회로에서 회로 전체의 저항의 효과
유도 리액턴스와 용량 리액턴스가 같을 때 ( ) 임피던스는 최소
이고, 회로에는 가장 센 전류가 흐른다.
공진 주파수(고유 진동수)
공진 주파수는 코일의 자체유도계수가
작을수록
, 축전기의 전기 용량이
작을수록
크다.
전원 장치의 주파수와 LC회로의 공진주파수가 같을 때
공명 현상
이 일어나 회로에 가장 센 전류가 흐른다.
4. 정류 작용 회로를 응용할 수 있는 장치를 고안해 보자.
알아보기
R-L-C 회로를 이용한 전자기파의 송신과 수신
직류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항
교류 회로에서 전류의 세기는 어떻게 조절 하는가?
저항, 코일, 축전기
전파의 송신
전파의 수신
전자기파의 공명
전파의 송신교류 전원의 주파수가 R-L-C 회로의 공진 주파수와 같을 때 센 전류가 흐르면서 강한 전자기파가 발생한다.
회로에 특정한 주파수의 교류가 흐르면 1차 코일의 자기장 변화로 인해 2차 코일에는 같은 주파수의 유도전류가 흐르게 되고, 안테나를 통해 전자기파가 송신된다.
안테나에 여러 주파수의 전파가 수신이 되면 1차 코일에는 전파에 의한 교류가 흐르게 되고 옆에 LC회로를 놓게 되면 LC회로의 공진 주파수와 같은 전파에 의한 전류가 가장 세게 흐르게 된다.(L이나 C의 값을 변화시키면 원하는 주파수의 전파만 수신 할 수 있다.)
회로의 공진 주파수와 같은 주파수의 전파를 수신하면 전류가 최대로 흐른다.
축전기는 진동수가 큰 전기 신호를 잘 통과시키며, A에서는 저음보다 고음이 더 크게 발생한다.
코일은 진동수가 작은 전기 신호를 잘 통과시키므로
B에서는 진동수가 작은 저음이 고음보다 더 크게
발생한다.
다음은 기전력이 E인 교류 전원 장치에 저항값이 R인 저항과 어떤 전기 기구가 직렬로 연결된 회로에서 회로에 흐르는 전류의 세기를 주파수에 따라 나타낸 그래프이다.
(가)에 들어갈 값과 전기 기구의 종류를 쓰시오
주파수가 작아질수록 전류의 세기가 0이 되는 전기 기구는
축전기
이다. 주파수가 매우 커지면 축전기가 회로에 끼치는 영향이 거의 사라지면서 옴의 법칙에 따라
E/R
의 전류가 회로에 흐르게 된다.
저항과 코일이 교류 전원 장치에 직렬로 연결된 회로에서 교류의 주파수가 증가할 때 나타나는 현상으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
교류의 주파수가 증가하면 코일에서 큰 유도 기전력이 발생하면서 전류의 세기가 약해진다. 이에 따라 저항에 걸리는 전압은 감소하며, 코일에 걸리는 전압은 증가한다.
ㄱ. 전류의 세기가 감소한다.

ㄴ. 코일에 걸리는 전압이 증가한다.

ㄷ. 코일에서 더 큰 유도 기전력이 발생한다.
[보 기]
Overall
저항과 축전기가 교류 전원 장치에 직렬로 연결된 회로에서 축전기의 전기 용량이 증가할 때 나타나는 현상으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
축전기의 전기 용량이 증가하면 교류 전류가 잘 흐르게 되면서 저항에 걸리는 전압이 증가하고, 축전기에 걸리는 전압은 감소한다. 전하량은 축전기에 걸리는 전압에 비례(Q=CV)하므로 감소한다.
ㄱ. 전류의 세기가 증가한다.

ㄴ. 축전기에 걸리는 전압이 증가한다.

ㄷ. 축전기에 충전되는 전하량이 증가한다.
[보 기]
'정보의 인식과 저장'을 배웁니다.
진정한 용기란 무엇인가?
"가장 중요한 것을 위해 보다 덜 중요한 것을 버릴 수 있는 것이 용기이다"
-Paul Tiliich-
중국 사람들이 원숭이를 잡는 방법
"더 소중한 것을 얻기 위해서는
지금 손에 잡은 것을 버려야 한다"
1F : 1V의 전압에서 1C의 전하량이 저장되는 전기 용량
간격이 좁을수록 전기력이 커지므로전하를 많이 저장할 수 있다.
면적이 클 수록 전하를 많이
저장할 수 있다.
옴의 법칙 아시죠?
축전기는 진동수가 큰 전기 신호를 잘 통과시키며, A에서는 저음보다 고음이 더 크게 발생한다.
코일은 진동수가 작은 전기 신호를 잘 통과시키므로
B에서는 진동수가 작은 저음이 고음보다 더 크게
발생한다.
옴의 법칙에 의하면 저항을 직렬로 연결하였을 때 저항이 클수록 큰 전
압이 걸린다. S를 a에 연결하면 회로에 저항(R) 두 개가 직렬 연결된다. 저항은 진동
수의 영향을 받지 않으므로 진동수가 두배가 되어도 전압은 V로 같다.
S를 b에 연
결하면 저항(R)과 코일이 직렬 연결된다. 교류 전원의 진동수를 두 배로 하면 코일의 저항 효과가 커져서 코일에는 V보다 큰 전압 걸린다.
S를 c에 연결하면 저항(R)과 축전기가 직렬 연결된다. 교류 전원의 진동수를 두 배로 하면 축전기의 저항 효과가 작아져서 축전기에는 V보다 작은 전압이 걸린다.
코일(coil)
도선을 감은 것을 일반적으로 코일이라 한다. 코일에 전류를 흘리면 자속을 발생하고, 전자기 유도나 전자기력의 작용을 촉진한다.
또, 인덕턴스를 가지므로 콘덴서와 조합시키면 한 주파수에서 공진 특성을 나타낸다. 계기, 전동기, 발전기, 변압기 등, 또 고주파의 동조 회로나 필터 등에 사용되고 있다.
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