7강 미분공식


8강 합성함수와 음함수의 미분


9강 매개변수방정식의 미분



10강 지수함수/로그함수/삼각함수의 미분


11강 역삼각함수의 미분


12강 쌍곡선함수의 미분


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1강 극한의 정의


2강 극한의 성질


3강 지수함수와 로그함수의 극한


4강 연속함수


5강 미분계수


6강 도함수

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직류 전원 공급기는 실험을 위한 가변직류 전원을 인가하기 위한 장비로 본 교재에서 사용하고 있는 장비는 모델명 HY3003D-3으로 0~30V, 0~2A 가변전원 2채널과 5V, 3A 고정전원 1채널로 구성된다. 그림 4.1은 직류전원공급기의 전면 패널을 보여준다.


[그림] 직류 전원 공급기 전면 패널


직류전원공급기의 단자에 대한 설명은 다음과 같다.

1) 전원버튼 : 직류전원공급기의 Power ON/OFF

2) LCD창 : 마스터 채널과 슬레이브 채널 각각에 대한 출력전압, 출력전류 표시

3) 전압조절 다이얼 : 해당하는 채널의 출력전압 크기 조절 (정전압 모드시)

4) 전류조절 다이얼 : 해당하는 채널의 출력전류 크기 조절 (일반적으로 전류 조절 다이얼을 최대로 하고, 전압의 크기를 조절함, 전류 조절 다이얼을 줄일 경우, 전류 크기가 제한을 받게 되고 부하에 따라 전압이 변경됨 – 정전류 모드)

5) 정전압 모드 표시 : 해당 채널이 현재 전압 조절 모드임을 표시 (전류 조절 다이얼 최대 상태)

6) 정전류 모드 표시 : 해당 채널에 전류 제한치의 최대 전류가 흐르고 있음을 표시 ( 출력하고자 하는 전압이 발생하지 않고, 보통 회로가 단락(short) 상태일 때 발생 )

7) 고정출력단자 : 5V, 최대 3A의 고정 전압을 출력하는 단자로 출력 전압 값 표시하지 않음


[그림] 5V 고정 전압 출력


8) +, - , GND 출력 단자 연결

a) 1개의 채널만 사용 : + 출력전압과 –출력전압 단자를 부하 양단에 연결

[그림] 가변 전압 출력


b) 2개의 + 전압 동시 출력 : 공통 접지를 위해 1번 채널과 2번 채널의 GND를 연결하고 각 채널의 – 단자에 연결. 각 채널의 + 단자는 출력전압 발생

[그림] 두 개의 + 전압 동시 사용 시 공통 GND 연결


c) + 전압과 – 전압 동시 출력 : 공통 접지를 위해 1번 채널과 2번 채널의 GND를 연결하고 주 채널의 – 단자에, 부 채널의 + 단자에 연결

주 채널의 + 단자는 + 출력전압, 부 채널의 – 단자는 – 출력전압 발생

[그림] + 전압과 – 전압 동시 사용 방법



d) 직렬 연결에 의한 출력 전압 범위 확대 : 2개의 채널을 직렬 연결함으로써 출력전압의 크기를 최대 60V까지 확대 가능. 이를 위해 Master채널의 - 단자와 Slave 채널의 + 단자를 연결


[그림]  직렬 연결에 의한 전압 출력 확대


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전류 측정

교육/전기전자 2017. 1. 10. 09:24

3.4 DMM으로 전류 측정

 디지털멀티미터를 전류 측정 모드(mA)로 선택한 후 검정색 리드를 COM단자에, 빨간색 리드를 mA단자에 연결한다. 빨간색 리드와 검은색 리드를 측정하고자 하는 회로에 직렬 연결한 후, LCD창에 적절한 값이 표시되도록 측정범위를 적절히 선택한다.


  • 전류 측정 시에는 DMM이 회로와 직렬 연결되어야 함, 전압/저항 측정 시에는 DMM이 병렬 연결 됨

  • 회로에 흐르는 전류가 측정 범위를 넘어서서 흐를 경우, 퓨즈가 단락되는 경우가 발생할 수 있으므로 측정하고자 하는 전류의 범위를 계산한 후, 빨간색 리드를 mA단자 또는 A단자에 연결하여야 한다. 현재 사용하고 있는 DMM은 mA 단자에 연결할 경우 허용전류가 최대 2A까지이고, A 단자에 연결할 경우 최대 10A임을 확인하라.

■ 실험 5.6 전류 측정

1) 전원공급기의 Power를 OFF하고, 전압 크기를 0V로 맞춘다.

2) DC 전원공급기의 Master 채널의 +단자에 빨간색 케이블, - 단자에 검정색 케이블을 연결한다.

3) 브레드 보드에 500옴/5W 시멘트 저항을 삽입한다.

4) DMM을 전류모드로 선택한 후, 빨간색 케이블을 mA 단자에, 검정색 케이블을 COM단자에 연결한다.

5) DMM의 빨간색 케이블을 500옴 저항의 한 쪽에 연결하고, 검정색 케이블을 전원공급기의 검정색 악어클립과 연결한다.

6) 전원공급기의 빨간색 악어클립을 500옴 저항의 남은 쪽에 연결하고, 전압을 점차 키워가면서 전류를 측정한다.

7) 저항에 소모되는 전력을 각각의 경우에 대해 계산하라. 전력 계산식은 다음과 같다.

P=VI=I2R=V2R


전원공급기 전압(V)

5

10

15

20

DMM 측정 전류값 (mA)

저항 소모 전력 (mW)

 

[그림] 전류 측정을 위한 DMM 연결도


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TAG 전류, 측정

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저항측정

교육/전기전자 2017. 1. 10. 09:23

3.3 DMM을 이용한 저항값 측정

 대부분의 저항은 2개의 다리가 달려 있는 원통 형태로 되어 있으며 크기가 작아 숫자로 값을 표시하기가 곤란한 경우 컬러 코드(색 띠)로 값을 나타낸다. 컬러 코드는 정밀도에 따라 4색 띠 또는 5색 띠 로 되어 있으며 각각의 색이 갖는 값은 다음 표와 같다. 마지막 띠는 오차를 나타내고, 오차항 바로 앞의 띠(4색 띠의 경우 3번째, 5색 띠의 경우 4번째)는 지수 값( 10x )을 나타낸다. 나머지 항은 색상에 따라 다음 표의 값을 갖는다.


[표] 저항의 색띠에 지정된 숫자값


 마지막 항의 오차는 금색은 ±5%, 갈색은 ±1%를 나타낸다.

예를 들어 다음과 같은 4색 띠 저항(노랑/보라/빨강/금색)의 값을 읽어 보자.

노랑 4, 보라 7, 빨강 102 금색 ±5% 이므로 4700Ω의 저항이다.


5색대 저항 (빨강색/주황색/보라색/검정색/갈색) 의 경우

빨강 2, 주황 3, 보라 7, 검정 100 갈색 ±1% 이므로 237Ω의 저항이다.

색 띠를 읽는 순서는 그림에서처럼 간격이 좁은 부분이 왼쪽으로 하여 오른쪽으로 읽어 가면 된다.




 만약 DMM과 같은 측정 도구가 있다면 훨씬 더 편하게 저항값을 알아낼 수 있다. 디지털멀티미터를 저항 측정 모드로 선택한 후 검정색 리드를 COM단자에, 빨간색 리드를 V/KΩ 단자에 연결한다. 빨간색 리드와 검은색 리드를 저항 양단에 접촉한 후, LCD창에 적절한 값이 표시되도록 측정범위를 적절히 선택한다.

 



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TAG 저항, 측정

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3.2 도통 시험 (short circuit test)

 디지털 멀티미터를 이용하여 회로의 연결 상태를 확인할 수 있다. 전기 전자회로의 경우 회로가 연결되어 있는지 또는 내부에서 선이 끊어져 있는지 확인하고자 할 때 도통 시험을 통해 확인 할 수 있다.


 도통시험은 대부분의 디지털멀티미터에서 제공하고 있으며 저항 측정 모드를 선택한 후 검정색 리드를 COM단자에, 빨간색 리드를 V/KΩ 단자에 연결한다. 측정범위에서 CONTINUITY 버튼을 선택한다. 빨간색 리드와 검은색 리드를 접촉하면 비프음(beep sound, 삐~~하는 소리)를 들을 수 있으며, 회로가 연결 상태임을 나타낸다.

[그림] 도통 시험을 위한 버튼 및 단자 연결

[그림] 도통 시험을 통한 브레드보드의 연결 상태 파악


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3.1 개요

 디지털 멀티미터(Digital Multi-Meter, 이하 DMM)는 기본적인 교류/직류전압, 교류/직류 전류, 저항 값을 측정할 수 있고 기기에 따라서 이외에도 트랜지스터 전류증폭률 측정, 다이오드 시험, 단락 시험(short circuit test) 등을 할 수 있다.


 본 교재에서는 PROTEK사의 9902A 디지털멀티미터를 기준으로 하여 DMM의 사용법과 기능을 익힌다. 다음 그림은 디지털 멀티미터의 전면 패널을 보여준다.

[그림] DMM 전면 패널


전면 패널의 버튼 및 단자의 기능은 다음과 같다.


  1. 전원버튼 : Power ON/OFF

  2. 값 표시창 : 측정된 전압/전류/저항 값 표시

  3. 전압/저항 측정단자 – 전압 또는 저항 측정 모드에서 빨간색 리드 연결

  4. 공통 단자 – 모든 측정 모드에서 검정색 리드 연결

  5. 전류측정단자 – 전류 측정 모드에서 빨간 색 리드 연결 (전류 값의 크기에 따라 적절한 단자에 연결하여야 하며, 만약 큰 전류를 측정하면서 작은 전류 단자에 연결할 경우 후면의 퓨즈가 녹아서 측정이 불가할 수 있음)

  6. 직류/교류 선택 – 전압 또는 전류 측정 시 직류값인지 교류값인지 선택

  7. 전압측정모드 – 전압을 측정하고자 할 때 버튼 누름

  8. 저항측정모드 – 저항을 측정하고자 할 때 버튼 누름

  9. 전류측정모드 – 전류를 측정하고자 할 때 버튼 누름

  10. 측정 범위 선택 – 측정하고자 하는 값(전압/전류/저항)의 범위를 선택. 만약 범위를 너무 작게 선택하여 측정범위를 벗어난 경우, LCD창의 제일 왼쪽에 1이라는 숫자가 표시됨 -> 측정 범위를 확대하면 측정 결과가 표시됨


예를 들어 500옴 저항을 측정하고자 할 때 200옴 범위를 선택하면 LCD창 제일 왼쪽에 1 이라는 숫자가 표시되고, 이때는 측정범위를 확대하기 위해 우측의 2k옴 범위 버튼을 누르면 그림 1.5.3과 같이 .5003 즉 0.5k옴 (500옴)이 표시된다.

[그림 ] 측정 범위를 넘었을 때 이 그림과 같이 1이 표시된다.


[그림] 적절한 측정 범위를 선택했을 때의 값 표시


따라서 맨 왼쪽에 1만 표시되는 경우 측정 범위를 넘었다는 표시이므로  올바른 값이 나올 때까지 최대치를 점차 높여가며 측정해야 한다.


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2.1 빵판이란

 브레드보드란 회로의 개발 또는 시험 단계에서 임시적으로 회로를 구성할 수 있도록 하기 위하여 사용하는 기판을 의미한다. (말 그대로 빵틀이라는 뜻으로 그 틀을 한번 쓰고 버리지 않고 여러 번 계속 쓴다는 의미에서 나옴)


[그림 2.1.1] 빵판의 외형


 위의 [그림 2.1.1]은 브레드 보드의 형태를 나타낸다. 브레드 보드는 전자부품이나 IC를 꽂을 수 있도록 많은 구멍이 뚫려 있다. 이러한 구멍끼리는 연결된 부분과 연결되지 않은 부분으로 구성되어 여기에 사용자가 원하는 회로를 결선할 수 있다.


 원하는 부분에 부품들을 삽입한 후, 결선하고자 하는 부위에 그림 1.2의 점퍼선을 이용하여 그림 1.3과 같이 최대한 간단하게 줄여서 연결한다.


[그림 2.1.?] 빵판용 점퍼선

[그림 2.1.?] 빵판에 꾸민 회로 예



[그림 2.1.?] 빵판의 내부 연결도


기판 내부에 연결된 부분은 위 그림에 나타나 있다. 실선으로 표시된 부분이 기판 내부에서 연결된 부분을 나타낸다. 가로로 길게 되어 있는 선은 전원선을 위한 부분으로 일반적으로 붉은 선에 Vcc를 파란 선에 GND를 연결한다. 세로선은 부품을 삽입하여 회로를 결선하기 위한 부분으로 약 5~6 hole 정도가 연결되어 있다. 따라서 어떠한 제어계측 회로를 설계할 때, 부품들을 납땜으로 연결하지 않고도 브레드보드에 삽입하고, 전선으로 연결함으로써 설계한 시스템을 시험해 볼 수 있다. 또한 회로 설계를 변경하고자 하는 경우 간단하게 부품을 빼 내고, 연결을 바꿀 수 있기 때문에 시험 단계에서 브레드보드를 주로 사용한다.


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