집중정수회로 분포정수회로 비교

(2021-09-29)

Distributed Constant Circuit, 분포 정수 회로, 분포 소자, Distributed Parameter Network, Distributed Element Model, 분포 소자 모델, Lumped Constant Circuit, 집중정수회로, 집중정수소자, 집중소자, Lumped Element Model, 집중 소자 모델

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1. 집중 소자 및 분포 소자 (각 모델 간의 비교)

  ㅇ 집중 정수 회로 모델 (Lumped Constant Circuit)
     * 유한개 요소 만으로 시스템방정식이 표현됨

     - 선로전기 저항(R), 인덕턴스(L), 정전용량(C) 등 회로정수들이
       전선(선로,회로)의 어느 한 부분에 집중되어 있는 것으로 간주하는 모델

     - 회로전압,전류가 모두 동시적인 변화를 함
        . 공간적인 개념 없이, 시간적인 변화 만 관심 있음

  ㅇ 분포 정수 회로 모델 (Distributed Constant Circuit)
     * 공간적으로 연속된 분포 형태가 시스템방정식에 기술되어 표현됨
     
     - 선로 길이가 전송 신호 파장에 비하여 무시할 수 없게되면, (1 ~ 수 파장 정도)
        . 회로전압,전류는 더이상 균일하고 동시적인 변화가 없어짐
           .. (보통, 도선 길이가 파장의 1% 이상일 때)
        . 이때의 전압,전류회로정수 등은 전송선로 위치에 따라 변하게 되어,
        . 회로정수전선의 길이 방향으로, 분포되어 있는 것으로 간주하는 모델

     - 전송선로,도파관 등이 `길이`,`전파정수`,특성 임피던스`에 의해 취급됨
        . 공간,시간 개념 모두 관심을 갖음 
           .. (단, 공간길이 관점 만 갖음)


2. 분포정수회로의 특징선로 위치에 따라 전압전류의  크기 및 위상이 달라짐
     


3. 분포정수회로의 회로 해석 방법회로해석방법은, 분포회로의 차분 길이에 대한 집중정수회로적 해석에 기초함
     - 이때 전송 특징을 나타내는 차분 특성값으로 R,L,G,C가 사용되며,
     - 이들을 1차 정수라 함
        . R : 양 도체에 대한 단위길이당 직렬 저항 (Ω/m)
           .. 저항성 손실. 도체도전율이 유한이기 때문
        . G : 단위길이당 병렬 컨덕턴스 (S/m)
           .. 두 도체 사이의 누설 전류에 의한 누설 콘덕턴스
        . L : 양 도체에 대한 단위길이당 직렬 인덕턴스 (H/m)
        . C : 단위길이당 병렬 커패시턴스 (F/m)

     - 한편, 2차 정수1차 정수로부터 유도되는 파동적 특성량임


4. [참고용어] 

  ※ ☞  전송선로방정식, 파동방정식, 회로 정수/전파 정수, 1차정수/2차정수,  
         특성 임피던스, 전송선로 공식


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