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전기기사 회로이론 및 제어공학

과목 이름에 제어공학이 들어 있고, 뒤 세 단원이 그 절반이다. 회로이론은 회로를 푸는 과목이고 전기자기학은 장을 세운다. 시퀀스제어 장은 필기 기호와 논리이지 실기 제어 과업이 아니다. 열아홉 장은 짧은 핵심 과목이라, 회로 절반부터 볼지 제어 절반부터 볼지 고르면 된다.

19개 공식

직류회로

2개 공식
전기회로의 기초직류회로

교류회로

3개 공식
교류회로비정현파교류다상교류

회로망 해석

4개 공식
회로망 정리2단자 및 4단자 회로망결합회로분포정수회로

과도현상

2개 공식
회로의 전달함수과도현상

제어공학 기초

3개 공식
자동제어계의 요소 및 구성블록선도와 신호흐름선도상태공간해석

응답과 안정도

3개 공식
정상오차와 주파수응답안정도판별법근궤적과 보상

디지털 제어와 시퀀스

2개 공식
샘플값제어시퀀스제어

회로이론 및 제어공학 과목 안내

회로이론 및 제어공학 19강은 앞쪽 회로이론(직류 · 교류 · 회로망 · 과도현상)과 뒤쪽 제어공학(제어계 · 응답과 안정도 · 디지털 제어와 시퀀스)으로 나뉜다. 두 반쪽을 잇는 다리가 라플라스 변환과 전달함수예요.

회로 쪽은 정상 상태의 전압과 전류를 구하고, 제어 쪽은 출력이 시간에 따라 어떻게 움직이다 어디서 멈추는지(정상오차 · 안정도)를 본다. 회로의 L 과 C 는 전기자기학에서 구한 인덕턴스와 정전용량이다.

장마다 하는 일

직류회로2강

옴의 법칙과 전력 · 전력량, 저항의 직병렬과 전압 분배로 회로 계산의 바탕을 깐다.

교류회로3강

교류는 페이저(복소수)로 바꿔 직류처럼 계산한다. 임피던스와 어드미턴스, 비정현파의 실효값과 왜형률, 3상의 선간 값 · 상 값 관계와 전력을 본다.

회로망 해석4강

복잡한 회로를 정리로 줄인다. 테브난 · 노턴 · 밀만 정리와 최대 전력 전달, 4단자 정수, 결합회로의 상호 인덕턴스, 분포정수회로의 특성 임피던스와 반사계수까지 간다.

과도현상2강

스위치를 넣은 직후처럼 값이 바뀌는 동안을 다룬다. 라플라스 변환으로 회로를 전달함수로 바꾸고, 2차계 특성 방정식의 감쇠비 ζ 로 응답 모양을 가른다.

제어공학 기초3강

되먹임 제어계의 구성과 폐루프 전달함수, 블록선도 줄이기와 메이슨 공식, 상태공간 표현을 본다.

응답과 안정도3강

정상오차와 오차 상수, 특성 방정식과 위상 여유로 하는 안정도 판별, 이득에 따라 폐루프 극이 움직이는 자취인 근궤적을 다룬다.

디지털 제어와 시퀀스2강

샘플링 정리와 z 변환으로 디지털 제어를 다루고, 불 대수 · 카르노 맵 · 자기유지 회로로 시퀀스 제어를 본다.

자주 꺼내 쓰는 식

P = VI = I²R = V²R [W]
V1 = V × R1R1 + R2
XL = ωL, XC = 1ωC, |Z| = √(R² + X²)
V = √(V0² + V1² + V2² + ⋯)
Y 결선 VL = √3VP, Δ 결선 IL = √3IP, P = √3VLIL cosθ
Pmax = VTh²4RTh (RL = RTh 일 때)
M = k√(L1L2), L = L1 + L2 ± 2M
Z0 = √(R + jωLG + jωC), Γ = ZL − Z0ZL + Z0
ℒ{e−at} = 1s + a, ℒ{sin ωt} = ωs² + ω²
ζ = R2√(CL), ωn = 1√(LC)
PM = 180° + ∠G(jωgc)
σa = Σ극 − Σ영점n − m
fs > 2fmax
(A·B)̄ = Ā + B̄, (A + B)̄ = Ā · B̄

자주 틀리는 곳

복소전력은 전압에 전류의 켤레 복소수 I* 를 곱해 구한다. 실수부가 유효전력 P, 허수부가 무효전력 Q 이고, 켤레를 빠뜨리기 쉽다.

메이슨 공식의 Δk 에는 그 전방 경로와 닿지 않는 루프만 넣는다.

무손실 선로(R = G = 0)의 특성 임피던스는 Z₀ = √(LC) 로 실수이고, 선로 고유의 값이라 부하와 상관없다.

감쇠비 ζ 가 1 보다 크면 극이 서로 다른 실수 둘이라 진동 없이 천천히 다가간다(과감쇠).

안정하려면 모든 극의 실수부가 0 보다 작아야 한다. 실수부가 0 보다 큰 극이 하나라도 있으면 불안정하다.

실수축 위 근궤적은 그 점 오른쪽에 있는 극과 영점 개수의 합이 홀수인 구간이다.

이 안내의 식과 주의점은 회로이론 및 제어공학 19강에 있는 것을 옮겼다. 줄마다 붙은 이름이 그 내용을 다루는 강이에요.