[자연과학] 직렬 RLC회로

1. 개요

RLC회로는 한 회로에 저항, 유도기, 축전기가 모두 연결된 것을 말한다. 이때 용량형 부하, 유도형 부하, 저항형 부하로 이루어진 세 가지 기본적인 회로에서 도입한 위상자를 이용하면 그 해를 쉽게 구할 수 있다. 직렬 RLC회로는 용량형 회로, 유도형 회로, 공명 회로의 세 가지 형태로 분류된다.

그림 . RLC회로
2. 전류진폭
[그림 1]에서의 교류 기전력에 관한 식은 아래와 같이 나타낼 수 있다.

이때 는 직렬로 연결되어 있으므로 다음과 같은 식이 성립된다.

식에서 는 전류, 는 전류진폭, 는 강제 각진동수 그리고 는 위상상수를 나타낸다. [그림 2]에서 저항은 전류와 퍼텐셜의 위상이 같다. 이는 퍼텐셜 위상자의 회전각이 전류의 위상자의 회전각과 같다는 것을 의미한다. 반면, 전기용량의 경우 전류가 퍼텐셜보다 앞서간다. 따라서 퍼텐셜 위상자의 회전각은 전류 위상자의 회전각보다 작다. 마지막으로 유도기의 경우 전류가 퍼텐셜보다 뒤처진다. 따라서 퍼텐셜 위상자의 회전각은 전류 위상자의 회전각보다 크다.

그림 . (a):강제 RLC회로에서 교류를 나타내는 위상자
(b):유도기와 저항, 축전기에 걸리는 퍼텐셜을…(생략)