등가 회로

Equivalent circuit

전기 공학 및 과학에서 등가 회로는 특정 회로의 모든 전기적 특성을 유지하는 이론 회로를 말합니다.많은 경우 계산을 단순화하는 등가회로가 요구되며,[1] 보다 광범위하게는 분석을 지원하기 위해 보다 복잡한 회로의 가장 단순한 형태입니다.가장 일반적인 형태에서 등가 회로는 선형, 수동 소자로 구성됩니다.단, 원래 회로의 비선형 거동에 가까운 보다 복잡한 등가회로가 사용됩니다.이 보다 복잡한 회로는 종종 원래의 회로의 매크로모델이라고 합니다.매크로모델의 예로는 741 OP [2]앰프의 보일 회로가 있습니다.

예

테베냉 및 노턴 등가물

선형 회로 이론의 가장 놀라운 특성 중 하나는 소스와 임피던스만 동작하는 것처럼 아무리 복잡해도 2단자 회로를 취급할 수 있는 능력에 관한 것입니다.이러한 2단자 회로는 다음과 같은 두 가지 간단한 등가 회로 [1][3]형태 중 하나를 가집니다.

  • 테베닌 등가 - 모든 선형 2단자 회로를 단일 전압 소스와 직렬 임피던스로 대체할 수 있습니다.
  • Norton 등가 - 모든 선형 2단자 회로를 전류 소스 및 병렬 임피던스로 대체할 수 있습니다.

단, 단일 임피던스는 (주파수의 함수로서) 임의의 복잡성이 있을 수 있으며, 보다 단순한 형태로 환원할 수 없는 경우가 있습니다.

DC 및 AC 등가 회로

리니어 회로에서는 중첩 원리에 의해 회로의 출력은 DC 전원만으로 출력의 합과 AC 전원만으로 출력됩니다.따라서 회로의 DC 및 AC 응답은 각각 DC 및 AC 전류에 대한 원래 회로와 동일한 응답을 갖는 별도의 DC 및 AC 등가 회로를 사용하여 독립적으로 분석되는 경우가 많습니다.복합 응답은 DC 응답과 AC 응답을 더하여 계산됩니다.

  • 모든 캐패시턴스를 개방회로로 치환하고 인덕턴스를 단락회로로 치환하며 AC전압원을 제로로 함으로써 회로에 상당하는 직류전류를 구축할 수 있다(단선에 의한 AC전류원 치환)으로 회로에 상당하는 DC전류를 구축할 수 있다.
  • 모든 DC 소스를 0으로 줄여 AC 등가 회로를 구성할 수 있습니다(DC 전압 소스를 단락 회로로, DC 전류 소스를 개방 회로로 교체).

이 기술은 종종 직류 바이어스 포인트 Q 포인트에 대한 회로를 선형화함으로써 튜브 및 트랜지스터 회로와 같은 소신호 비선형 회로로 확장됩니다.이는 바이어스 포인트에서 비선형 구성요소의 동등한 소신호 AC 저항을 계산하여 만든 AC 등가 회로를 사용합니다.

2포트 네트워크

주요 기사:2포트 네트워크

신호가 한 쌍의 단자에 적용되고 다른 단자에서 출력이 얻어지는 선형 4단자 회로는 종종 2포트 네트워크로 모델링됩니다.이것들은 임피던스 및 종속 소스의 단순한 등가 회로로 나타낼 수 있습니다.2 포트 네트워크로 분석하려면 회로에 인가되는 전류가 포트 조건을 충족해야 합니다.포트의 한쪽 단자에 들어가는 전류는 [4]포트의 다른 쪽 단자에서 나오는 전류와 같아야 합니다.작동 지점을 기준으로 비선형 회로를 선형화하면 트랜지스터에 대해 이러한 2포트 표현을 만들 수 있습니다. 하이브리드 pi 및 h-파라미터 회로를 참조하십시오.

델타 및 와이 회로

3상 전원 회로에서는 3상 소스 및 로드를 "델타" 연결과 "와이" 연결이라고 하는 두 가지 방법으로 연결할 수 있습니다.회로를 분석할 때 때로는 분석을 단순화하여 동등한 와이와 델타 회로를 변환합니다.이것은 wye-delta 변환을 사용하여 수행할 수 있습니다.

생물학에서

a) 정의된 회로에서 전류가 실제로 흐르지 않는 연속 재료 또는 생물학적 시스템 또는 b) 실제 이산 구성요소를[citation needed] 나타내지 않는 전기 라인 또는 권선에서 발견되는 분산 반응물을 전기적으로 설명 및 모델링하기 위해 등가 회로를 사용할 수 있다.예를 들어 셀막은 저항-직류전압원 조합(막 전체의 이온구배에 의해 구동되는 이온채널)과 병행하여 캐패시턴스(지질양층)로서 모델링할 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Johnson, D.H. (2003a). "Origins of the equivalent circuit concept: the voltage-source equivalent" (PDF). Proceedings of the IEEE. 91 (4): 636–640. doi:10.1109/JPROC.2003.811716. hdl:1911/19968.
  2. ^ Richard C. Dorf (1997). The Electrical Engineering Handbook. New York: CRC Press. Fig. 27.4, p. 711. ISBN 978-0-8493-8574-2.
  3. ^ Johnson, D.H. (2003b). "Origins of the equivalent circuit concept: the current-source equivalent" (PDF). Proceedings of the IEEE. 91 (5): 817–821. doi:10.1109/JPROC.2003.811795.
  4. ^ P.R. Gray; P.J. Hurst; S.H. Lewis; R.G. Meyer (2001). Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (Fourth ed.). New York: Wiley. pp. §3.2, p. 172. ISBN 978-0-471-32168-2.