공대남의 정보수용소

안녕하세요? 지난번 글에서는 사출성형과 사출성형기에 대해서 알아보았습니다.

이번 글에서는 사출금형에 대하여 자세히 알아보겠습니다.

사출금형은 크게 2단금형과 3단 금형으로 나뉘게됩니다. 

그럼, 두 금형의 차이점과 2단금형과 3단금형의 구조와 명칭에 대하여 자세히 알아보도록하겠습니다.

1. 2단금형과 3단금형의 차이점

2단금형과 3단금형의 차이점은 이름에서부터 직관적으로 이해할 수 있습니다.

두 금형의 차이점은 부품수의 차이라고 보시면됩니다. 2단금형은 2단으로 되어있고, 3단은 3단으로 되어있습니다.

2단금형의 경우는 스프루, 런너, 게이트가 캐비티와 동일면에 있는 2개의 금형 - 코어와 캐비티로 구성된 금형입니다.

*2단금형 사출 과정

특징 :

2단 금형의 경우 판이 2개입니다. 구조가 간단하기 때문에 제작비가 쌉니다.

성형 후에는 게이트와 성형품이 붙어있기 때문에 별도에 절단작업이 필요합니다.

게이트의 형상 및 위치를 비교적 임의로 결정할 수 있습니다.

*3단금형 사출 과정

특징 :

3단 금형의 경우 판이 3개입니다.

추가된 금형을 런너 플레이트라고 하며 이것과 고정형 플레이트 사이에 런너가 있습니다.

그렇기 때문에 게이트의 위치 선정이 자유롭습니다. 또한, 사출 후 게이트를 절단하는 후 가공이 불필요합니다.

형개 스트로크가 큰 성형기가 필요합니다. 구조가 복잡하여 비용이 비쌉니다.

2. 2단금형과 3단금형의 구조와 명칭

이번글에서는 2단금형과 3단금형의 차이점을 알아보고 구조와 명칭을 알아보았습니다.

감사합니다.

안녕하세요? 지난글에서는 사출성형기에서 형체기구에 해당하는 부분에 대하여 자세히 알아보았습니다.

이번글에서는 사출기구 부분의 구체적인 원리와 그 종류에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

사출성형기는 크게 두 부분 형체기구와 사출기구 부분으로 나뉩니다.

이번글은 사출기구에 관한 내용입니다. 그럼 지금부터 알아보겠습니다.

1. 사출기구의 역할

사출부에서의 역할은 크게 총 3가지가 있습니다. 계랑, 가소화, 사출 기능입니다.

계량 : 플라스틱을 안정되게 공급

가소화 : 플라스틱을 용융 시킨다.

사출 : 용융된 플라스틱을 고압으로 금형의 캐비티에 채운다.

2. 사출기구의 종류

사출기구의 종류는 플런저식 사출기구와 스크류식 사출기구로 크게 분류됩니다.

그리고 스크류식 사출기구에서는 스크류를 작동방식에 따라서 두가지로 또 나뉘게됩니다.

스크류를 전동 모터를 이용하여 이동시킬 경우에는 전동모터식 스크류 사출기구입니다.

유압 모터를 이용하여 이동시킬 경우에는 유압 모터식 스크류 사출기구입니다.

1) 플런저식 사출기구

원리 :

계랑장치에 의해 Shot size에 맞는 플라스틱양이 계량되고 가열실린더의 밴드히터에 의해 수지가 용융되고 가열됩니다.

그 후, 용융수지가 플런저에 의해 토피도를 지나 노즐로 이송되는데 이때 토피도를 지나면서 수지가 균일하게 충분히 용융됩니다.

스크류식에 비해 가소화 능력이 떨이지고 압력손실이 크다는 특징이 있습니다.

2) 스크류식 사출기구

원리 : 

스크류식 사출기구는 스크류의 회전에 의한 마찰열과 배럴(가열실린더)에서의 밴드히터에 의해 수지를 용융시킵니다.

그 후, 용융된 수지가 스크류의 채널을 따라 스크류 선단부분으로 이송되고 선단에 수지가 모이면 압력이 증가되어 스크류를

뒤로 후퇴시키고, 후퇴하는 거리를 조절하여 Shot size를 조절합니다. 

스크류가 뒤로 이동한 후 정지하고 스크류 뒤쪽 유압실린더가 스크류를 앞쪽으로 밀어 수지를 사출합니다.

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이번 글에서는 사출기구에 대하여 알아보았습니다.

일반적으로는 플런저식 보다는 스크류식을 많이 사용합니다.

스크류식 사출기구에서 스크류는 사용되는 수지에 따라 스크류의 디자인이 상이합니다.

스크류가 수지를 용융시키는데 큰 영향을 주기때문입니다.

다음 글에서는 스크류의 디자인에 대하여, 수지에 따른 스크류에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

감사합니다.

안녕하세요, 오늘은 사출성형기계의 형체기구 부분에 대하여 자세히 알아보고 그 종류도 알아보겠습니다.

지난번 글에서는 사출성형기에 관하여 전체적으로 간단히 학습하여보았습니다.

사출성형기는 크게 형체기구 부분과 사출기구 부분을 나뉘는데, 오늘은 형체기구부분을 구체적으로 알아보겠습니다.

이 글을 읽기전에 이 전 글을 읽고오시면 이해하기 쉬우실 것 입니다.

1. 형체기구의 역할

형체(금형)란, 성형하고자하는 제품의 모양이 새겨진 틀로써 용융된 수지가 주입되는 공간입니다.

사출성형시 사출기구에서 수지를 녹여 금형안으로 용융된 수지를 주입합니다.

그리고 주입된 수지는 금형안에서 제품의 모양에 맞게 응고되어 제품의 성형이 완성됩니다.

이때에 완성된 제품은 꺼내기위해 금형이 분리되거나,

용융된 수지가 주입될때 금형이 닫히게하는 운동을 하게해주는 기구가 형체기구입니다.

금형은 고정되어 있는 고정측 플레이트와 이동이 가능한 이동측 플레이트로 나뉩니다.

형체 개폐의 운동은 이동측 플레이트가 움직이며 이루어집니다.

2. 형체기구의 종류

형체기구는 크게 직압식 형체기구, 토글식 형체기구로 나뉩니다.

이때 직압식 형체기구에서는 부스터 램 타입, 보조 실린더 식, 증압 실린더 식으로 다시 나뉩니다. 자세히 알아보겠습니다.

1) 직압식 형체기구 - 부스터 램 타입

부스터 램 타입은 형체 램의 중심에 부스터 램을 삽입하여 금형이 닫힐 때 고속화 시키는 방법입니다.

부스터 램의 자세한 작동 과정입니다.

A : 금형이 열려있는 상태이고 프리필 밸브는 닫혀있습니다.

B : 프리필 밸브가 열리며 저압유가 흐르고 부스터 램이 작동하여 형체 램이 고속으로 전진합니다. 이때, 금형이 닫히기 직전에 밸브가 닫힘

C : 금형이 닫히기 직전 프리필 밸브가 닫히며 고압유가 흐르면서 형체 램은 저속으로 천천히 닫혀 금형을 고압으로 닫으면서 밉니다.

2) 직압식 형체기구 - 보조 실린더 식

형체 램의 양쪽에 두개의 보조 실린더가 있는 구조입니다.

보조 실린더의 형체 개폐 운동 과정은 다음과 같습니다.

A : 금형이 닫힐 때 두개의 보조 실린더에서 고압유가 보내져 고속으로 금형을 닫히게 합니다.

B : 이때 프리필 밸브가 열려 형체실 실린더에 오일이 흐릅니다.

C : 금형이 완전히 닫히기 직전 프리필 밸브가 닫혀 금형을 저속으로 움직이게하고 형체실린더에서 고압유가 흐를러 고압으로 금형을 민다.

3) 직압식 형체기구 - 증압 실린더 식

증압실린더가 부착되어 있는 형태입니다.

증압 실린더의 형체 개폐 운동 과정은 다음과 같습니다.

A : 금형이 닫힐때 형체실린더에서 오일을 보내 형체 램이 저압으로 금형을 닫히게 합니다.

B : 금형이 닫히기 직전에 증압 실린더에서 고압유를 보내 금형을 고압으로 밉니다.

4) 토글식 형체기구

토글식 형체기구는 링크기구를 이용하여 형체운동, 형체력을 발생시킵니다.

토글식 형체기구의 경우는 금형이 닫히기 시작할 때 속도가 빠르고 힘은 작게 닫습니다.

그 후, 닫히기 직전에 속도는 느리고 힘은 크게 유지하며 형체를 닫습니다.

안녕하세요, 이번 글에서는 사출성형기에 대한 전체적 용어를 알아보도록 하겠습니다.

지난 시간에는 사출성형기로 플라스틱이 가공되는 원리와 과정들을 간단하게 알아보았습니다.

사출성형기의 용어들을 구체적으로 알게되면 더욱 더 깊이 이해할 수 있고 사출에 대해 잘 알 수있습니다.

사출성형기의 전체적인 부분들을 알아보고 핵심적인 기구 부분으로 나누어서 알아보도록 하겠습니다.

1. 사출성형기 전체적인 부분

사출성형기는 전체적으로 금형을 제어하고 형체력을 발생시키는 형체기구와 사출기구로 나뉩니다.

형체기구에서는 금형과 금형을 개폐시키는 역할을 하는 형체 실린더나 가동 및 고정플레이트가 있습니다.

사출기구에는 원료가 들어가는 호퍼, 실린더를 가열시키는 히터와 원료를 밀어주는 스크류가있습니다.

각 부분에 해당되는 작동기기를 두번째 차례에서 구체적으로 알아보도록 하겠습니다.

그외에 성형기의 전체적인 프레임과 전기제어부, 실린더를 움직이는 유압구동부가 있습니다.

2. 사출성형기 핵심적인 부분

형체기구쪽을 보겠습니다.

금형 : 제품의 모양을 하고있는 틀로써, 원료가 주입되어 냉각되어 제품이 생산되는 곳입니다.

이동축 다이 플레이트 : 금형을 개폐하게 하는 판입니다. 이동축 플레이트는 이동을하며 금형을 열고 닫습니다.

고정축 다이 플레이트 : 해당 플레이트는 고정되어 있으며 금형의 개폐를 돕습니다.

형체실린더 : 형체실린더는 (유압식인 경우) 형체크링크와 함께 금형을 개폐하는 형체력을 발생시키는 역할을 합니다.

타이바 : 클램프라고도 하며, 다이 플레이트를 지탱하고 개폐운동의 슬라이드를 가이드합니다.

사출기구쪽을 보겠습니다.

노즐 : 실린더의 선단에 위치해있고, 금형의 스푸루부쉬에 밀착하여 용융수지를 금형에 흘려 보내는 역할을 합니다.

실린더 : 용융수지들을 녹이고 이동시키는 용기입니다.

스크류 : 녹은 용융수지들을 잘 섞어주고 사출시 금형안으로 용융수지를 밀어넣어 채워주는 역할을 합니다.

히터 : 실린더를 가열하여 고체 상태의 수지를 녹입니다.

사출실린더 : 스크류를 전진시키는 장치입니다.

냉각회로 : 금형안에 주입된 액화된 수지를 다시 고체화 시키는 냉각수가 지나가는 통로입니다.

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이번 글에서는 보편적인 사출성형기의 기구들의 용어를 알아보고 정리해보았습니다.

용어를 정확히 알고 의미를 알면 사출성형에 대해 쉽게 이해할 수 있을 것입니다.

다음 글에서는 사출성형의 종류와 그에 따른 기구들의 종류에대해 알아보겠습니다.

이후에는 사출성형을 좀 더 효율적으로 하는 방안과 같은 것들을 알아보겠습니다.

감사합니다.

안녕하세요, 오늘은 사출성형에 대한 기본적인 지식에대해서 알아보도록하겠습니다.

사출은 '주입한다, 뽑아낸다'는 의미의 단어라는 것을 느끼실 수 있을 것입니다.

사출은 플라스틱 가공법에 쓰이는 성형방식입니다. 우리 주변에는 참 많은 것들이 플라스틱으로 이루어져 있습니다.

사출은 플라스틱 제품을 원하는 모양으로 가공하고 생산하고자 할 때에 쓰이는 생산 및 성형 방식이라고 생각하면 됩니다.

사출성형의 기본 의미와 그 과정에 대하여 간단히 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

1. 사출성형의 의미

사출성형은 플라스틱 제품을 성형하고 생산하는데 가장 보편적으로 쓰이는 방식입니다.

플라스틱은 열가소성수지 입자를 주로 사용합니다.

열가소성수지는 열을 가해 모양을 변화시킨 후에 다시 열을 가하면 모양을 변할 시킬 수 있는 수지입니다.

사출성형은 먼저 원료(플라스틱)을 가열하여 녹인 후에 금형안으로 밀어 넣은 후에,

(금형은 제품의 형태를 유지하기 위한 틀)

냉각시켜 플라스틱 제품을 가공하고 생산해내는 플라스틱 가공방식 입니다.

2. 사출성형의 과정

이번글에서는 사출성형, 사출성형기의 전문적인 단어들을 알아보기보다는 전체적인 기본 과정을 알아보겠습니다.

전체적인 과정은 원료를 녹인 후, 원료들이 회전하는 스크류를 통해 이동하고

금형 안으로 원료를 주입하여 냉각시킨 후 성형된 플라스틱을 빼내는 과정입니다.

첫번째 단계에서는 금형이 닫힙니다. 금형을 캐비티라고도 합니다. 이때 코어가 노즐쪽으로 이동합니다.

두번째 단계는 사출입니다. 사출단계는 충전과정입니다.

녹은 원료들이 노즐에서 금형안으로 이동하여 금형안을 원료들로 가득 찹니다.

여기서 스크류는 회전하지 않고 원료가 노즐에서 금형안으로 들어갈 수 있도록 앞으로 전진합니다.

세번째 단계는 보압입니다.

보압과정에서는 금형안에 있는 수지들이 식으면서 부피가 수축되는 공간을

보완하기 위하여 노즐이 일정한 압력을 유지하여 지속적으로 수지를 밀어넣는 단계를 말합니다.

보압과정은 제품의 품질을 위해 제일 중요한 단계입니다.

네번째는 냉각입니다. 냉각단계에서는 금형안의 수지를 취출할 수 있을 때까지 냉각하는 과정입니다.

고체화가 시작되면 금형을 체결하는 힘은 작아도되기 때문에 금형이 닫혀진 상태에서 형 조임 실린더는 저압이됩니다.

마지막 단계는 이형입니다. 이형단계에서는 성형된 제품을 금형에서 부터 분리시킵니다.

이때 금형인 열리고 이젝터가 제품을 금형으로부터 분리시킵니다.

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전체적인 과정을 기본적으로 알아보았습니다.

다음 글에서는 사출성형과 성형기에 대해 구체적으로 알아보도록 하겠습니다.

안녕하세요! 오늘은 OP AMP에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

OP APM는 Operation Amplifier 입니다. 연산 증폭기를 뜻합니다.

간단히 설명하자면 연산 증폭기는 신호를 증폭하는 기능과 연산을 할 수 있는 기능을 가진 하나의 집적 회로입니다.

그럼 연산증폭기가 어떤 특서잉 있고 어떤 증폭기가 있는지 알아보도록 하겠습니다.

1. 연산증폭기와 특성

OP AMP의 기본 개념도입니다.

증폭기의 목적은 다음과 같습니다.

첫번째 : 전원전압으로 최대한 많은 전압을 받아 RL(VL)에 보내주기 위함 입니다.

두번째 : 전압이득(A)를 적절히 조절하기 위함 입니다.

연산 증폭기의 회로기호는 다음과 같습니다.

보통 디지털회로에서 3각 기호는 버퍼를 의미하지만, 아날로그 회로에서는 증폭기를 의미합니다.

OP AMP는 2개의 입력 단자와 1개의 출력 단자를 가진 증폭기입니다.

입력 신호를 +단자에 가하면 출력에는 입력과 동위상의 출력이 나타나고,

-단자에 가하면 입력과는 역상의 신호가 출력됩니다.

그러므로, -단자를 반전 입력 단자, +단자를 비반전 입력단자라고 합니다.

위 그림은 연산증폭기의 등가모델입니다. 이 그림으로 연산증폭기의 특징을 알아보겠습니다.

먼저 연산 증폭기에서 큰 전압을 끌어오기위해서는 Rin에 걸리는 전압이 최대한 커야합니다.

그렇기 때문에 Rin은 최대한 커야하고 그래서 이상적인 연산증폭기의 입력 임피던스는 무한대입니다.

그다음 비슷하게 Vout에 전압을 온전히 보내주기 위해서는 Rout에 걸리는 전압이 최대한 낮아야하고,

그렇기 때문에 이상적인 출력 임피던스 Rout은 0입니다.

그리고 이상적인 OP AMP에서 이렇게 얻어지는 증폭 전압의 이득의 크기는 무한하다고 봅니다.

정리하자면

(1) 입력 임피던스는 무한대다.

(2) 출력 임피던스는 0이다.

(3) 전압이득은 무한대이다.

2. 연산증폭기 종류

1) 반전 증폭기

반전 입력 단자 (-)에 입력을 가하여 증폭 작용을 하는 회로를 '반전 증폭 회로'라고 합니다.

왼쪽 그림과 같이 (-)에 저항을 접속하고 (+)단자를 접지하여 사용합니다.

우선 증폭회로를 해석하기 전에 알아두어야 할 사항이 있습니다.

OP AMP에 전류는 거의 유입되지 않습니다.  그 이유는 앞서 말한 OP AMP의 입력 임피던스가 무한대에 가깝기 때문입니다.

그리고 OP AMP의 단자 사이는 마치 단락된 것과 같은 상태로 작용합니다. 이를 가상단락(imaginary short)라고 합니다.

그렇기 때문에 Vn = Vp로 볼 수 있습니다.

전압증폭도를 계산하는 방법입니다.

반전 증폭 회로의 입력 단자에서 전류 i1이 흐르는데 앞서 말했듯이 OP AMP의 큰 임피던스 때문에 앰프로 전류가 흐르지 않습니다.

그러므로 i1의 전류는 if와 같다고 볼 수 있습니다.

그래서 R1에 흐르는 전류와 if에 흐르는 전류가 같다는 식을 세우면

(V1 - Vn) / R1 = (V1 - V0) / Rf 라는 식이 나옵니다.

여기서 가상단락에 의해 Vn = Vp 인데 (+)단자는 접지 역할을 하므로 Vn = Vp = 0 가 됩니다.

그래서 위 식을 정리하면 V0 = - (Rf/R1)*V1 이 됩니다.

여기서 -는 반전을 뜻하고, (Rf/R1)은 전압증폭도를 뜻 합니다.

2) 비반전 증폭 회로

비반전 증폭기는 입력 단자 (+)에 입력을 가해 증폭 작용을 하는 회로입니다.

반전 입력 (-)측에 저항을 접속하여 접지합니다.

앞서 설명한 반전 증폭기와 같이 앰프에 전류가 흐르지 않으므로 i1 = if가 됩니다.

그러므로 n에 걸리는 전압은 저항에 분압된 전압과 같게 됩니다.

그러므로 Vn = ( R1 / (R1 + Rf) ) *V0 가 됩니다.

근데 가상 단락으로 인하여 Vn = V2가 되므로

V2 = ( R1 / (R1 + Rf) ) *V0가 되고 정리하면

V0 = ( (R1 + Rf) / R1 ) * V2가 됩니다.

즉 전압 증폭도는 (R1 + Rf) / R1가 됩니다.

3) 차동 증폭 회로

차동 증폭 회로는 두개 입력 차를 종폭하는 증폭기입니다.

차동 증폭기에서 전압증폭도를 계산하는 과정은 위 그림에 잘 나타나져있습니다.

간단하게 말하자면 v1 입력에서는  전류가 일정하다는 것으로 식을 하나 구하고

v2 입력에서는 분압된 전압을 구하는 식으로 식을 하나 구해서 연립하면

V0 = (Rf / R1) * (V2 - V1)라는 식이 나옵니다.

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이번글에서는 OP AMP가 무엇인지, 또 그 증폭기가 종류와 전압증폭도에 대해서 알아보았습니다.

감사합니다.

안녕하세요? 이번 글에서는 풀업과 풀다운 저항에대하여 알아보도록 하겠습니다.

풀업과 풀다운이라고 하면 보통 아두이노를 통해서 접하시는 분들이 많이계실 것 입니다.

혹은 디지털회로를 공부하시다가 접하신 분들도 많이 계실 것 입니다.

그럼 풀업, 풀 다운저항이 왜 생겨났고 풀업 저항과 풀 다운 저항이 무엇이 자세히 알아보도록 하겠습니다.

1. 플로팅 현상

플로팅 현상이란 플로팅을 직역하자면 떠있다는 뜻 입니다.

위의 그림을 통해 플로팅 현상을 간단하게 설명하자면, 스위치가 연결되면 전류가 정상적으로 흐르게 됩니다.

근데 스위치가 연결되지 않은 상태에서 전류가 흐르는지 않흐르는지 알 수 없는 상태가 된 것이 플로팅현상입니다.

플로팅 현상이 생기는 이유는 다음과 같습니다.

디지털 핀을 입력 상태로 설정하면 5V값은 HIGH 0V값은 LOW로 인식합니다.

그런데 핀자체의 칩에서는 0V, 5V인지 1V인지 인식할 수가 없어서 플로팅현상이 생기게됩니다.

입력 단자 주위에 정전기나 잡음에 의해서 오류가 생기게 되는 것 입니다.

그래서 이를 방지하기 위해 풀업 저항이나 풀 다운 저항을 회로에 연결해주면 해결할 수 있습니다.

2. 풀업 저항

저항을 앞에 붙여줘서 플로팅현상을 해결 하는 방법이 풀업(PULL UP)저항 입니다.

풀업 저항에서 스위치가 열린 상태일 때는 입력 핀으로 전류가 흐르게 되고 전원 전압과 같은 5V전압이 걸리게 됩니다.

그래서 입력 핀에는 HIGH값이 읽히게 됩니다.

풀업 저항에서 스위치가 닫힌 상태가 되면 모든 전류는 GND 쪽으로 흐르게 됩니다.

그렇게 되면 입력핀에는 0V 전압이 걸리게 됩니다.

즉, 정리하자면 풀업 저항에서는 다음과 같습니다.

3. 풀다운 저항

풀다운 저항은 풀업 저항과는 반대로 밑에다가 저항을 연결하는 방식입니다.

위의 그림을 보겠습니다. 스위치가 열린상태에서는 어디에도 전류가 흐르지 않고

입력핀에는 0V 전압이 걸리게 됩니다.

다음은 스위치가 닫힌 상태 입니다. GND 쪽에 저항이 연결되어 있습니다.

밑의 저항으로 인해 전류는 모두 입력핀 쪽으로 흐르고 입력핀에는 전원 전압과 같은 5V가 걸리게 됩니다.

다음과 같이 저항을 연결하여 플로팅 현상을 해결하는 것이 풀업, 풀다운 저항입니다.

표로 정리하면 다음과 같습니다.

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오늘은 플로팅현상이 무엇인지 그리고 이를 해결하는 방법인 풀업 저항과 풀다운 저항에 대하여 알아보았습니다.

플로팅현상은 입력핀에서 값을 제대로 읽지못하는 현상이 었고 풀업, 풀다운 저항을 연결하여 값을 제대로 읽게하는 방법이었습니다.

그 외에 아두이노에는 코드에 직접 풀업저항이라고 코딩을 해주는 방법도 있습니다.

다음번에는 좀 더 유익한 정보로 찾아뵙겠습니다. 감사합니다.

안녕하세요. 이번 글에서는 포토커플러에 대하여 간단히 알아보도록 하겠습니다.

전자공학과 이거나 공학도이면 포토커플러를 접하신 적이 있을 것 입니다.

처음에 들을때는 생소하지만 널리 많이 쓰이고 있습니다.

쉽게 설명하자면 포토커플러란 전기신호를 빛으로 전달 시킬 수 있는 부품입니다.

그러면 자세히 알아보도록 하겠습니다.

1. 포토커플러의 뜻과 원리

위의 그림은 포토커플러를 가장 간단하게 표현한 회로입니다.

앞서 말했듯이 포토커플러란 전기신호를 빛으로 전달 시키는 역할을 합니다.

포토커플러는 빛을 전달해주는 발광 다이오드와 스위치 역할을 해주는 다이오드(트랜지스터)로 구성됩니다.

다음과 같이 발광소자, 수광소자로 구성됩니다.

여기서 발광소자는 빛을 전달하는 발광 다이오드이고, 수광소자는 스위치 역할을 해주는 다이오드입니다.

동작원리는 다음과 같습니다.

일반적인 트랜지스터 같은 경우에는 Base에 전류가 흐르면 Collector 에서 Emitter 로 강한 전류가 흐르게 됩니다.

여기서 포토커플러는 Base에 전류가 흐르는 대신 발광소자이 IRED 광출력을 Photo TR에 신호를 보내서 스위치 역할을 하게 합니다.

즉, 전기신호를 빛을 이용하여 전달하는 것 입니다. 

그러면 전기신호를 빛으로 전달하면 무엇이 좋고 포토커플러의 용도가 무엇인지 알아보겠습니다.

2. 포토커플러의 용도

포토커플러를 사용하게된 배경은 다음과 같습니다.

동작 전원이 다른 두 회로의 경우

예를 들어, PLC의 메모리의 경우 5v를 쓰고 입력 출력은  24v를 쓰게 되니 신호를 전달하면 많이 손상됩니다.

그래서 빛으로 전기 신호를 주고 받게 된 것 입니다.

그래서 포토커플러의 용도는

첫번째로 전원이 다른 두 회로를 완전히 분리 시키는 것 입니다.

발광소자와 수광소자 사이에는 절연 물질이 있기때문에 전류가 흐르지 않기 때문입니다.

두번째로 잡음에 아주 강합니다. 

전기신호를 빛으로 전달하고, 첫번째 경우와 같이 절연물질로 인해서 회로가 잡음으로 부터 안정적이게 됩니다.

세번째로, 회로가 아주 간단해지고 신뢰성이 높아집니다.

이번 글에서는 포토커플러에 대해서 간단히 알아보았습니다.

가장중요한 점은, 정리하자면 포토커플러는 전기신호를 빛으로써 전달시킬 수 있게 해주는 소자이고

이로 인해 회로가 간단해지고 전원이 다른 두 회로가 아주 안정적이고 신뢰성이 높아진다는 것 입니다.

참고로 포토커플러(photocoupler)는 Photo Isolator, Opto Coupler, Opto Isolator 라고도 합니다.

다음번에는 좀 더 유익한 글로 찾아뵙도록 하겠습니다. 감사합니다.

안녕하세요? 오늘은 수학에서 자주 쓰이는 대표적인 좌표계에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

가장 대표적인 3차원 좌표계를 알아보도록 할 것 입니다.

이 세가지는 직교좌표계, 원통좌표계, 구면좌표계 입니다.

다들 한번씩은 보거나 들어보셨을 것 입니다.

각각 상황에 따라서 유용한 것이 다르기 때문에 잘 알아두신다면 유용할 것 입니다.

1. 직교좌표계

가장 대표적이고 많이 사용하는 좌표계입니다.

좌표계는 x,y,z로 구성되어 있고 이들은 각각 독립적입니다.

즉, 하나의 변수가 다른 변수의 영향을 주지 않습니다.

i, j, k 벡터는 각각 축의 방향을 나타내는 방향벡터로써 크기가 없고 방향만 있는 단위벡터 입니다.

이렇게 단위벡터를 이용하여 직교좌표계에서 벡터를 표시할 수 있습니다.

2. 원통좌표계

원통좌표계는 극좌표계에 높이를 더한 것 이라고 보면 됩니다.

극좌표계를 3차원 공간으로 나타낸 것 입니다.

원통좌표계의 좌표는 r, θ, z로 표현됩니다.

x = rcosθ, y = rsinθ, z = z의 관계를 가지며 좌표계를 r, θ, z로 표현합니다.

위에 식을 보면 알 수 있듯이 r, θ는 서로 종속관계에 있습니다.

즉, 하나의 값이 변하면 다른 하나의 값에 영향을 끼치게 됩니다.

원통좌표계의 경우에는 한 축을 중심으로 대칭성을 가지는 경우에 유용합니다.

가령 직교좌표계에서 x^2+y+2 = r 이라고 표현되는 것이 원통좌표계에서는 r = c 로 표현됩니다.

원통좌표계의 단위벡터는 다음과 같이 나타냅니다.

앞서 말했듯이 r, θ 는 서로 종속 관계에 있다는 것을 알 수 있습니다.

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3. 구면좌표계

구면좌표계도 원통좌표계와 같이 극좌표계를 3차원 공간으로 확장한 것 입니다.

구면좌표계의 경우에는 구대칭이 있는 경우에 아주 유용하게 사용할 수 있습니다.

구면좌표계는 r, θ, Φ로 표현됩니다.

r은 원점에서 부터 구면까지의 거리를 나타냅니다.

θ는 원점에서 양의 방향의 z축과 이루는 각도입니다.

Φ는 z축을 중심으로 x축과 이루는 각도입니다.

직교좌표계를 구면좌표계로 고치면 다음과 같습니다. 위 식을 보면 알 수 있듯이,

r, θ, Φ 각각의 변수들은 서로 종속 관계에 있습니다.

구면좌표계의 경우에는 같은 점을 표현하는 식이 다양하게 표현될 수 있습니다.

(1, 0°, 45°), 과 (-1, 180°, 270°) 같이 여러 표현 방법이 있을 수 있다는 점이 있습니다.

이번에는 가장 대표적인 좌표계에 대하여 알아보았습니다.

보통은 직교좌표계를 많이 사용하지만 특수한 경우에는 원통좌표계나 구면좌표계를 사용하는 경우가 더 쉬울 수 있습니다.

기본적으로는 직교좌표계, 극좌표계에서 발전한 방식입니다.

이러한 좌표계에 대한 개념을 알아두면 동역학과 같은 역학문제를 풀 때 유용하게 사용하실 수 있습니다.

감사합니다.

이번 글에서는 인덕터의 역할과 특성, 그리고 동작 원리에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

저항, 컨덕터(캐패시터) 그리고 인덕터는 회로에서 가장 많이 쓰이고 기본적인 수동소자 입니다.

인덕터를 간단하게 설명하자면 회로에서 전류가 변하면 그것을 방해하는 방향으로 전압을 유도하는 코일입니다.

그러면 이것이 정확히 무엇이고 특성과 동작원리에 대하여 자세히 알아보도록 하겠습니다.

1. 인덕터와 인덕턴스의 정의

인덕터란 위의 그림과 같은 코일모양으로 회로에 표현됩니다.

인덕터는 전류의 변화량에 비례해서 전압을 유도하는 코일입니다.

즉 회로에서 전류가 변하면 그것을 방해하려고 하는 성질을 지닌 소자입니다.

그래서 실생활에 쓰이는 전자기기에서 전류의 량이 급격히 변하면 회로를 망가뜨릴 수 있기 때문에,

이를 방지하기 위해 인덕터를 이용하여 보호회로를 만들곤 합니다.

인덕턴스는 전류의 변화를 방해하는 도체의 성질을 뜻 합니다.

보통 인덕터는 코일로 회로에 표현되어서 '인덕터 = 코일'로 알고 계시는 분들이 있습니다.

하지만 모든 도체들은 인덕턴스의 성질을 가지고 있습니다.

위의 그림에서 보이는 직선형태의 도선에 전류가 흐르기 시작하면 자기장이 형성되고 

원래의 전압에 대항하려는 전압이 도체 내에 유도되어 기존의 전류가 변화됩니다.

하지만 직선 도체에서는 그 효과가 아주 미미합니다.

2. 인덕터의 동작원리

인덕터의 동작원리는 '렌츠의 법칙'과 일맥상통 합니다.

즉, 코일에 흐르는 전류가 변하면 전류의 변화를 방해하는 방향으로 유도 기전력이 코일 양단에 생성됩니다.

첫번째 그림에서는 전체회로의 전류가 저항 R1에 의하여 일정하게 유지됩니다.

회로의 전류는 변하지 않으므로 코일에서 유도기전력이 생성되지 않습니다.

위 그림에서의 스위치가 닫히게 되면 저항 R2가 회로에 병렬로 연결됩니다.

그러면 회로의 전류가 증가하게 됩니다. 이때, 코일에서 전류의 변화를 방해하는 방향으로 유도 기전력이 형성됩니다.

그래서 스위치가 연결되고 짧은 순간동안은 전류가 변하지 않고 유지됩니다.

그리고 시간이 어느정도 지나면 코일에 유도된 전압이 감소하고 전체 전류는 증가합니다.

이런식으로 전류가 증가하거나 감소하거나 변화를 하면 코일에서는 이를 방해하는 쪽으로 유도 기전력을 생성합니다.

3. 인덕턴스에 영향을 미치는 요소

인덕턴스에 영향을 미치는 요소는 4가지 입니다.

코어의 재료의 투자율, 권선수, 코어 길이, 코어의 단면적입니다.

투자율은 자기장이 얼마나 쉽게 형성되는지를 결정하는 수인데, 투자율이 크면 인덕턴스도 커집니다.

권선수가 커질 수록 도선이 많아 지는 것이므로 유도 전압도 강해집니다.

코어의 단면적이 클 수록 유도 기전력이 커지고, 코어 길이에 반비례합니다.

이를 식으로 정리하면

인덕턴스를 다음과 같이 수치화 할 수 있습니다.

단위는 헨리를 사용합니다.

이번 글에서는 인덕터에 대하여 알아보았습니다.

기본적인 소자이므로 잘 알아두시면 큰 도움이 될 것 입니다.

감사합니다.