처음에 볼 때 전압원, 전류원은 다른 소자들에 비해 중요도가 떨어져 보인다. 그러나 많은 시스템들은 전원과 저항만으로도 모델링할 수 있고 계산을 상대적으로 단순하게 다룰 수 있기 때문에 회로 해석의 기본 기술을 익히기에는 좋은 시작이라고 본다.
먼저 전압원과 전류원 모두 전원이라고 생각하면 된다. 전원에 대해서 생각해보자. 전원은 전기적 에너지를 공급/사용(방전)해주는 소자이다. 그럼 전원이 공급하는 전기적 에너지는 어떻게 만들어내는 것일까. 발전기는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 바꿔준다고 볼 수 있고 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 바꿔준다고 볼 수 있다. 추가로 배터리는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 바꿔준다고 볼 수 있다. 알아두어야 할 전원의 특성은 전압 또는 전류를 유지하면서 그들이 전력을 보내거나 흡수할 수 있다는 것이다. 이 특성은 앞으로 얘기해나갈 회로 해석에 있어서 매우 중요한 내용이다. 여기서 다룰 내용은 이상적인 전압원(Ideal Voltage Source)과 이상적인 전류원(Ideal Current Source)이다.
이상적인 전압원(Ideal Voltage Source) / 이상적인 전류원(Ideal Current Source)
이상적인 전압원은 단자에 흐르는 전류에 무관하게 그 단자에 걸린 규정된 전압을 유지하는 회로 소자이다.
이상적인 전류원은 단자에 걸린 전압에 무관하게 그 단자를 통해 규정된 전류를 유지하는 회로소자이다.
이상적인 전압원과 전류원은 독립전원(Independent Source)과 종속 전원(Dependent Source)으로 분류할 수 있다.
독립전원(Independent Source)
회로에 있는 다른 전압이나 전류에 의지하지 않고 전원소자가 직접 가지고 있는 값의 전압이나 전류를 회로에 작용시키는 소자이다.
우리가 어렸을 때 배웠던 전압원이 이에 속한다고 이해하면 된다.
종속 전원(Dependent Source)
회로 내에 있는 다른 전압이나 전류에 의존하는 값을 전원소자가 전압이나 전류를 회로에 작용시키는 소자이다.
종속 전원은 다른 전압 또는 전류에 의해 제어되므로 제어 전원(Controlled Source)라고도 한다.
위의 그림과 같이 종속 전원은 4개로 분류될 수 있다.
각각의 이름은 다음과 같이 불린다. 이 명칭을 더 자주 쓰기 때문에 아래의 명칭으로 알아두는 게 좋다.
종속 전압 제어 전압원 - Voltage Controlled Voltage Source (VCVS)
종속 전압 제어 전류원 - Voltage Controlled Current Source (VCCS)
종속 전류 제어 전압원 - Current Controlled Voltage Source (CCVS)
종속 전류 제어 전류원 - Current Controlled Current Source (CCCS)
추가로 앞에서 얘기했던 수동 소자(passive element)인 저항, 커패시터, 인덕터와 달리 이상적인 전압원과 전류원은 능동 소자(active element)이다.
능동 소자는 전기 에너지를 발생시킬 수 있는 장치를 모델링한 소자이다.
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