전류분할기

전자공학에서 전류분할기는 입력 전류(I_T)의 일부인 출력 전류(I_X)를 생성하는 단순한 선형 회로다.전류분할(current division)은 분기의 가지 사이에 전류가 갈라지는 것을 말한다.그러한 회로의 다양한 가지에 있는 전류는 항상 소비되는 총 에너지를 최소화할 수 있는 방식으로 분배될 것이다.

전류 칸막이를 설명하는 공식은 전압 칸막이의 공식과 형태가 유사하다.그러나 전류 눈금을 설명하는 비율은 고려된 임피던스가 분자에 있는 전압 눈금과 달리 고려된 가지 임피던스를 분모에 배치한다.이는 전류 칸막이에서 소비되는 총 에너지가 최소화되어 최소 임피던스의 경로를 통과하는 전류가 발생하기 때문에 임피던스와 역방향 관계가 발생하기 때문이다.상대적으로 전압분할기는 Kirchhoff의 전압법(KVL)을 만족시키기 위해 사용된다.루프 주위의 전압은 0까지 합해야 하므로 전압 강하는 임피던스와의 직접적인 관계에서 고르게 분할해야 한다.

구체적으로 말하면, 두 개 이상의 방해물이 병렬로 있을 경우 결합으로 들어가는 전류는 그 방해물에 반비례하여 그들 사이에 갈라지게 된다(옴의 법칙에 따라).또한 임피던스가 동일한 값을 갖는 경우 전류가 균등하게 분할되는 것을 따른다.

전류분할기

총 저항 R의_T 다른 저항기 조합과 병렬인 저항기 R의_X 전류 I에_X 대한 일반적인 공식은 다음과 같다(그림 1 참조).

${\displaystyle I_{X}={\frac {R_{T}}{R_{X}+R_{{{R}}}T}}}I_{T}\ }$^[1]

여기서 I는_T R과_T 병렬로 R의_X 결합 네트워크로 들어가는 총 전류다.R이_T R₁, R₂ 등 저항기의 병렬 조합으로 구성되면 각 저항의 역수를 더하여 총 저항 R의_T 역수를 구해야 한다는 점에 유의하십시오.

${\displaystyle {\frac{1}{R_{{T}}}={\frac {1}{R_{1}:{1}}+{{R_{1}}+{1}{1}{{1}}}+\ldots +{\frac {1}{R_{n}}}}}}}}}}}$

일반사례

저항분할기가 가장 일반적이지만, 현재분할기는 주파수 의존적 임피던스로 만들어질 수 있다.일반적인 경우:

${\displaystyle {\frac {1}{Z_{{T}}}={\frac {1}{Z_{1}:{1}}+{\frac {1}{1}}+{Z_{2}}:}+\ldots +{\frac {1}{Z_{n}}}}}}}}}}}}}$

그리고 내가 받는_X 전류는 다음과 같다.

${\displaystyle I_{X}={\frac {Z_{T}{Z_{X}}}I_{{}}T}\ ,}$^[2]

여기서 Z는_T 전체 회로의 등가 임피던스를 가리킨다.^[3]

입장 사용

임피던스를 사용하는 대신, 입력(임피던스의 역)을 사용할 경우 전압 분할 규칙처럼 전류 분할 규칙을 적용할 수 있다.

${\displaystyle I_{X}={\frac {Y_{X}}{Y_{Total}}}I_{T}}$

Y는_Total 반전된 인버스 합계가 아니라 간단한 추가라는 점에 유의하십시오(표준 병렬 저항성 네트워크에서처럼).그림 1의 경우 현재 I은_X

${\displaystyle I_{X}={\frac {Y_{X}}{Y_{Total}}}I_{T}={\frac {1}{R_{X}}}{{\frac {1}{R_{X}}}}+{{R_{1}}+{{R_{1}}+{\frac {1}{1}}}+{{R_}}}}+{\frac {1}{R_{3}}I_{{{{{}}I}}}}}}}}I_}}}}}}}I_}}}}}}}}}}I_{{{{{{{{{}}}}}}}}}}}}T}$

예제: RC 조합

그림 2는 콘덴서와 저항기로 구성된 간단한 전류 분리를 보여준다.아래 공식을 사용하여 저항기의 전류는 다음과 같이 주어진다.

${\displaystyle I_{R}={\frac {1}{j\omega C}{R+{\frac {1}{j\omega C}I_{\frac {1}{\frace C}}{\frace C}}{\i1}{\mega C}}{\}}}}{\frac}}}}}T}$

${\displaystyle ={\frac {1}{1+j\omega CR}I_{T}\,}$

여기서_C Z = 1/(jΩC)는 캐패시터의 임피던스이며j상상의 단위다.

제품 τ = CR은 회로의 시간 상수로 알려져 있으며, ΩCR = 1이 되는 주파수를 회로의 코너 주파수라고 한다.캐패시터는 고주파에서는 임피던스가 0이고 저주파에서는 무한 임피던스가 0이므로, 코너 주파수까지 주파수의 경우 저항기의 전류가 DC 값 I로_T 유지되고, 여기서 커패시터가 효과적으로 저항을 단락시킬 때 더 높은 주파수의 경우 0으로 떨어진다.즉, 전류 칸막이는 저항기의 전류를 위한 로우패스 필터다.

로딩 효과

증폭기의 이득은 일반적으로 그것의 원천과 부하 종단에 의존한다.전류 증폭기와 전도성 증폭기는 단락 출력 조건이 특징이며, 전류 증폭기와 전치성 증폭기는 이상적인 무한 임피던스 전류원을 사용하는 것이 특징이다.앰프가 0이 아닌 유한한 종료에 의해 종료되거나 비이상적인 선원에 의해 구동되는 경우, 출력 및/또는 입력에서 부하 효과로 인해 유효 이득이 감소하며, 이는 전류 분할의 관점에서 이해할 수 있다.

그림 3은 전류 증폭기의 예를 보여준다.앰프(회색 상자)에는 입력 저항 R과_in 출력 저항 R이_out 있으며 이상적인 전류 게인_i A가 있다.이상적인 전류 드라이버(무한 노턴 저항)로 모든 소스 전류 i는_S 앰프로 입력 전류가 된다.그러나 Norton 드라이버의 경우 입력 전류를 감소시키는 입력에 전류 구분선이 형성된다.

${\displaystyle i_{i}={\frac {R_{S}}{R_{S}+R_{in}}i_{{}i_{{}}}{{}}}}i_{{}}}}}{\frac}}}}S}\ ,}$

확실히 나보다_S 작지마찬가지로, 출력에서 단락 회로의 경우, 앰프는 출력 전류_o i_i = A_i i를 단락 회로에 전달한다.그러나 부하가 0이 아닌 저항기 R일_L 경우 부하로 전달되는 전류는 전류 분할에 의해 다음과 같은 값으로 감소한다.

${\displaystyle i_{{L}={\frac {R_{out}{R_{out}+R_{L}A_{i}i_{i}\ .}$

이러한 결과를 조합하여 이상적인 드라이버와 단락 부하를 통해 실현된 이상적인 전류 이득_i A는 부하 이득 A_loaded:

${\displaystyle A_{loaded}={\frac {i_}{L}}{i_{S}}={\frac {R_{S}}{R_{S}+R_{in}}}}}}}}}}$ ${\displaystyle {\frac {R_{out}{R_{out}+R_{L}A_{i}\ .}$

위의 식에 있는 저항비율을 로딩 계수라고 한다.다른 앰프 유형에서의 로드에 대한 자세한 내용은 로드 효과를 참조하십시오.

일방 증폭기 대 쌍방향 증폭기

그림 3과 관련 논의는 일방적 증폭기를 가리킨다.앰프가 2개의 포트로 표현되는 보다 일반적인 경우에서 앰프의 입력 저항은 그 부하에 따라 달라지며, 소스 임피던스에 대한 출력 저항은 그 부하에 따라 달라진다.이 경우 하중 요인은 이러한 양방향 영향을 포함하여 진정한 증폭기 임피던스를 사용해야 한다.예를 들어 그림 3의 일방적 전류 증폭기를 이용하여 해당 쌍방향 2포트 네트워크를 h-파라미터에 기초하여 그림 4에 나타낸다.^[4]이 회로에 대한 분석을 수행하면 피드백 A가_fb 있는 전류 이득이 확인된다.

${\displaystyle A_{fb}={\frac {i_{}}L}{i_{S}}={\frac {A_{loaded}{1+{\beta }}(R_{L}/R_{S})A_{loaded}}\ .}$

즉, 이상적인 전류 이득_i A는 부하 계수뿐만 아니라 부가 인자^[5](1 + β (R_L/R_S ) A_loaded )에 의한 2포트의 양자 특성 때문에 감소하는데, 이는 음의 피드백 증폭기 회로의 전형이다.계수 β(R_L / R_S )는 전압 이득 β V/V의 전압 피드백 소스에 의해 제공되는 전류 피드백이다.예를 들어 R_S = ∞ Ω인 이상적인 전류 소스의 경우 전압 피드백은 영향을 미치지 않으며, R_L = 0 Ω의 경우 로드 전압이 0이므로 다시 피드백을 비활성화한다.

참조 및 참고 사항

참고 항목

• 전압분할기
• 저항기
• 옴의 법칙
• 테베닌 정리
• 전압조절

외부 링크

• 전기 회로에 대한 가르침 Vol 1 DC 무료 전자책 및 전기 회로에 대한 가르침의 구분 회로 및 Kirchhoff의 법칙 장.
• 텍사스 대학교:전자 회로 이론에 대한 참고 사항