4단자회로 & 4단자정수(4-Terminal Circuit & Parameter)

이번 시간은 전압강하를 이용하여 어떻게 회로의 변수를

단순화 시킬 수 있는지에 대해 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

먼저 전압강하에 대한 기본적인 이론의 리마인드가 필요하시다면

아래의 링크를 통해 확인하여 주세요.

https://retriever12.tistory.com/17?category=738116 

전압강하 & 전압 강하율, 전압변동률(Voltage Drop & Voltage Drop Rate, Voltage Fluctuation Rate)

1. 4단자 회로는 무엇일까?

먼저 간단하게 표현하기 위해 아래의 그림으로 확인해 보도록하겠습니다.

위의 그림과 같이 왼쪽에서 송전(Send)전압과 송전전류를 보내었을 때 Black Box를 통한 회로에서 전압과 전류에 영향을 줄 수 있는 변수를 거쳐 수전(Receive)전압과 수전전류를 받게 됩니다. 회로에서는 일정한 변수에 의해 선로길이당 일정손실을 받게 됩니다. 그러므로 회로에서의 변수는 선형적인 성격을 띄게 되므로 행렬로 나타낼 수 있게 됩니다.

조금 더 쉽게 이해 하자면 Black Box에서 누설되는 전류와 수전으로 받은 전류는 송전전류의 값과 같고 송전과정에서 손실된 전압강하와 수전전압의 합이 송전전압과 같아 지므로 연립방정식이 성립하게되어 행렬 표현이 가능해 집니다.

그렇다면 어떻게 선로정수(Parameter)를 정할 수 있을 까요?

 

2. 4단자 정수

위와 같이 행렬로 볼 수 있게 됩니다. 그렇다면 A, B, C, D 정수들이 어떻게 정해지는 걸까요? 

이 Parameter들에게도 규칙이 있습니다. 다음과 같이 나타내게 됩니다.

 

 

3.선로정수의 특징

 

위의 A,B,C,D 파라미터가 선로의 요소로 작용하기위해서는 AD-BC=1이라는 식이 성립되어야 합니다. 

그 이유는 이행렬에는 반드시 역행렬이 존재해야 하며 선형사상을 이용하며, 행렬변환시 비율의 차이가 존재해서는 안되기 때문에 행렬식이 1이라는 값을 갖게 됩니다.(선형대수학)