이번엔 Inductor의 DC, AC 특성을 알아보겠다.
지금 포스팅하는 내용은 회로이론의 RLC 부분을 접근하기 전에 간단하게 알아보는 부분이다.
실제 회로 해석에는 강제응답과 자연상태응답을 알아야하지만 간단하게 RLC의 특성만 알아보겠다.
Inductor의 전압, 전류 관계식
위 식은 흔히들 알고있는 식이다.
식만보고 알아보자면
첫번째 식. Inductor에 걸리는 전압은 흐르는 전류의 미분과 곱한 값이다.
두번째 식. Inductor에 걸리는 전압은 흐르는 전류에 비해 90도 위상이 앞선다.(허수 j로 인해)
그렇다면 이제 시뮬레이션을 통해 알아보겠다.
DC해석
TINA-TI에서는 인덕터만의 회로에 전압원을 쓰면 오류가 생긴다.
그래서 DC 5A를 입력했다.
그러자 전압은 0V가 나온다.
5A는 상수 값이기 때문에 미분하면 0이된다.
즉 5 x 10^-6 x 0 = 0이다.
AC해석
AC 전류 5sin(62.8t)A를 입력하니 흥미로운 결과가 나왔다.
전류미터의 전류와 전압미터의 전압을 비교하니 전압이 90도 앞선 값이 나온다.
즉, 위에서 알아본 수식과 같은 결과가 나온다.
이 외의 진폭에 대한 결과는 2가지 식 모두 같은 결과가 나온다.
그런데 모두가 알다시피 AC는 10Hz만 있지 않다.
즉 주파수를 변화했을 때 어떤 결과가 나올까?
저주파 VS 고주파
주파수가 10Hz일 때와 10MHZ일 때를 비교해보았다.
10Hz일 때는 1.57sin(wt + 90)mV 인 반면
10MHz는 1.57sin(wt + 90)kV이다.
약 10^6배 차이가 난다.
그런데 우리가 여기서 주의할 점은 전류원은 5sin(wt)A로 전류 진폭은 동일하고 주파수만 변경했다는 점이다.
즉 10MHz일 때는 진폭이 5 인 전류를 흐르기 위해 1.57sin(wt + 90)kV나 필요하다는 것이다.
반면 10Hz는 1.57sin(wt+90)mV면 충분하다.
따라서 Inductor는 저주파 통과, 고주파 차단의 특성을 가진다는 것이다.
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