오늘은 회로 이론 중 중첩의 원리를 간단한 예제를 통해서 설명해보려고 합니다. 물론 난이도는 낮게 설정하되 전류원과 전압원 두가지를 모두 이용하여 나름 범용성 있게 구성해보았으니 이번 포스팅을 통해서 같이 알아보도록 합시다.
저번 Pspice 포스팅때 설치한 Capture CIS를 이용하여 위와 같은 회로를 구성하였습니다. 6Vdc와 6mA의 방향은 보시는 것 처럼 상단을 향해있고, R1, 2, 3은 전부 2kΩ으로 구성되어 있습니다. 이때 가운데 분홍색 점에 흐르는 전압은 얼마가 될까요?
설명하기 쉽게 해당 지점을 Vref라고 명명하고 계산해보도록 하겠습니다.
우선 Vdc를 기준으로 했을때 Idc는 등가적으로 무한대이므로 개방(Open) 상태가 됩니다. 따라서 위의 그림과 같은 구도가 되어 R1. R2 분압회로가 되겠죠. 따라서 각각의 저항에는 3V씩 전압이 걸리겠네요.
다음은 Idc를 중심으로 보면, Vdc는 0Ω. 즉 단락(Short)상태가 되어 없는 것으로 간주합니다. 어느것을 기준으로 계산하냐에 따라서, 또한 각각 흐르는 방향에 따라서 계산이 달라지므로 잘 염두해두어야 합니다.
이렇게 되면 R1, R2가 병렬저항이 되서 1kΩ이 되겠네요. 따라서 Vref 지점에서는 6V의 전압이 걸리게 됩니다. 결과적으로 각 전압이 중첩되서 9V가 흐른다는 결론이 나오게 됩니다. 그렇다면 시뮬레이션을 통해서 동일한 결과가 나오는지 확인해 봐야 겠죠?
해당 회로를 시뮬레이션 한 결과입니다. 정확하게 맞다는 것을 확인 할 수 있습니다. 배운대로 계산하면 틀리는 일은 없습니다! 중첩의 원리로 구성된 다른 많은 문제들이 산업기사/기사 시험에서도 나오니 한번쯤은 확인하고 넘어가시는 것이 좋겠네요.
다음 포스팅에서는 반/가산기에 대해서 알아보겠습니다.
