"부하 측에 에너지를 최대한 꽉 채워 보내려면 전원과 부하의 저항값이 서로 어떤 관계여야 할까요?"

Question

우리가 회로를 설계할 때 전원이 공급하는 에너지를 부하 쪽에서 손실 없이 가장 많이 받아내야 하는 경우가 있잖아요. 이때 부하 저항값을 마음대로 조절할 수 있다면, 전원이 가지고 있는 내부 저항값과 비교해서 어떻게 설정해야 최대 전력이 전달될까요? 그리고 만약 교류 회로라서 임피던스가 복소수 형태라면 어떤 조건을 맞춰야 할까요?

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

직류 회로라면 아주 간단하게 전원의 내부 저항과 부하 저항이 똑같을 때 전력이 최대로 전달됩니다. 하지만 우리가 실무에서 다루는 교류 회로에서는 임피던스 개념을 써야 하는데요, 이때는 부하 임피던스가 전원 내부 임피던스의 '공액 복소수'가 되어야 합니다. 즉, 저항값은 같게 맞추고 리액턴스 성분은 크기는 같되 부호만 반대로 해서 서로 상쇄시켜야 합니다. 그래야만 전체 회로의 역률이 1이 되면서 기전력이 오로지 저항에서만 소비되어 효율이 극대화됩니다.