2008-01-03
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문석민(anstjrals)
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안녕하세요, 현재 이차전지에 대해서 공부하고 있는 학생입니다.
제가 화학공학을 전공한 사람이라, 전기화학이라는 분야를 처음 접하다 보니
모르는 분야가 한두개가 아닌거 같네요.
그 중에서 임피던스라는 것에 대한 이해가 잘 되지 않아서 이렇게 부탁드립니다.
1. 과연 임피던스(Impedance)라는 것은 무엇인지, 기본적인 이론들
2. 전지분야에서 임피던스가 미치는 영향, 중요성
3. 이차전지와 임피던스의 관계, 기술동향
이 밖의 여러 자료들을 부탁드리고 싶습니다.
- impedance
- Lithium ion battery
지식의 출발은 질문, 모든 지식의 완성은 답변!
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 2
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답변
이응신님의 답변
2008-01-03- 0
앞에서 충분히 잘 설명해주셨기 때문에 빠진 부분을 보충해드리겠습니다^^ (전문적인 접근보다는 기초적인 상황에서 접근) 임피던스는 주파수에 따른 교류전류에서 나오는 개념으로 직류전류에서 저항에 해당하는 양이라고 생각하면 쉽습니다. 직류전류에서 저항의 정의를 보면 R = V/I (옴의 법칙) 입니다. 그냥 단순하게 옴의 법칙을 외운 경우라는 이 식이 뜻하는 것을 지나쳤을텐데, 윗식을 잘 뜯어보면 전압을 걸었을 때 회로에 흐르는 전류의 비가 저항을 의미합니다. 즉, 전압을 걸자마자 즉시 전류가 흐르고, 원하는 전류를 얻기위해 얼마나 센 전압을 주어야 하는가의 비율이 저항이라는 뜻입니다. 교류인 경우 전압과 전류가 수시로 변하기 때문에 전압과 전류의 비율을 정하기 어렵습니다. 이럴 때 직류의 저항처럼 정의하여 사용하는 양이 임피던스가 됩니다. Z = V/I (교류에서의 옴의 법칙) 교류에서는 주파수에 따라 회로의 각 부분에서 전압과 전류의 양이 달라지므로 임피던스도 당연히 달라집니다. 왜 교류에서 임피던스가 중요한 개념이 되고 임피던스를 결정하는 요소가 무엇인가가 의문으로 남습니다. 전기회로를 꾸미고 각 부품을 사용하는 궁극적인 목적이 무엇인가를 생각하면 답이 어느 정도 나옵니다. 전기회로를 꾸미는 목적은 특정한 지점에서 원하는 전력이나 에너지를 얻기 위함이고 이런 목적 때문에 여러 가지 전자부품들을 조합하게 됩니다. 교류인 경우에는 전력을 얻기 위해 사용하는 부품들 중 에너지를 저장하거나 방출하는 부품들이 있습니다. 캐패시터(축전기)인 경우 전기장으로 에너지를 저장하고, 코일인 경우는 자기장으로 에너지를 저장합니다. 이런 부품에 전기에너지가 저장되고 방출되는 시간적인 지연이나 앞섬이 결국 원하는 지점에서 전압이나 전류의 크기를 변화시켜줍니다. 직류와는 달리 이런 부품들이 들어가 있는 교류는 전압을 걸자마자 전류가 흐르는 것이 아니라 시간 지연이나 시간 앞섬 현상이 생기게 되는 것입니다. 이때 특정한 지점에서 전압과 전류의 비가 바로 임피던스가 됩니다. 임피던스가 문제가 되는 경우는 각 전자제품들이나 회로를 서로 연결했을때 신호나 전력이 연결하는 회로들 사이로 매끄럽게 또는 최대전력으로 전달되기 좋게하기 위해서입니다. 두 회로 사이에 임피던스가 잘 맞아야지 원하는 신호가 줄어들지 않거나 전력손실을 크게 입지 않고 옆으로 전력을 전달할 수 있습니다. > 안녕하세요, 현재 이차전지에 대해서 공부하고 있는 학생입니다. > > 제가 화학공학을 전공한 사람이라, 전기화학이라는 분야를 처음 접하다 보니 > > 모르는 분야가 한두개가 아닌거 같네요. > > 그 중에서 임피던스라는 것에 대한 이해가 잘 되지 않아서 이렇게 부탁드립니다. > > 1. 과연 임피던스(Impedance)라는 것은 무엇인지, 기본적인 이론들 > > 2. 전지분야에서 임피던스가 미치는 영향, 중요성 > > 3. 이차전지와 임피던스의 관계, 기술동향 > > 이 밖의 여러 자료들을 부탁드리고 싶습니다. > > -
답변
이준희님의 답변
2008-01-03- 0
임피던스(impedance)란 전기적인 방해물 이라는 뜻으로서 저항과 비슷한 의미를 가지고 있습니다.저항기라는 부품이 아니어도 빛,온도,습도,재질,주파수 등등의 외부 조건에 따라 마치 저항기 처럼 저항성분을 가지는것을 말합니다. 임피던스에 가장 크게 영향을 주는 요소는 주파수 입니다.예를 들어 코일은 저항기라는 부품은 아니지만 코일은 인덕턴스외에도 주파수에 따른 저항성분을 가지고 있어서 주파수가 올라가면 저항도 높아지는 성질을 가지는데 이때 주파라는 조건에 따른 코일의 저항을 코일의 임피던스라고 합니다. 코일의 임피던스는 2 x 원주율 x 주파수 x 인덕턴스 로 나타내어 집니다. 코일만이 아니라 도선을 포함한 모든 부품은 임피던스를 가지고 있습니다.OP 앰프 자체도 역시 임피던스를 가지고 있습니다.OP앰프에는 차동 입력 임피던스,동상 입력 임피던스,출력 임피던스라는중요한 임피던스가 있습니다.차동입력 임피던스란 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자 사이의 저항을 말하고동상입력 임피던스란 비반전 입력 단자와 접지 사이, 반전 입력단자와 접지 사이의 각각 저항을 뜻하고 출력 임피던스란 출력단자와 GND사이의 저항을 의미합니다.모두가 저항이라는 실질적인 부품은 없지만 온도와 주파수 그리고 사용방법에 따라 마치 내부에 저항이라는 부품이 있는것처럼 저항 성분을 가지기 때문에 임피던스라고 합니다. 우리가 흔히 '저항' 이라고 말하는것은 외부 조건에 영향을 받지 않는 절대적인 저항을 뜻합니다.예를 들어 어떤 도선은 1밀리옴의 저항을 가진다고 할때이것은 주파수를 가지지 않은 DC 에서의 저항을 말합니다.하지만 1밀리옴의 도선은 어떤 주파수에서 사용하고도선의 모양이 둘둘 말려 있는지 어떤지 온도는 몇도에서 사용하는지에 따라수백옴 내지는 수백킬로옴이 될수도 있기 때문에 이때는 저항이라고 하지 않고도선의 임피던스라고 말합니다. 이런 현상은 저항기라는 부품에서도 생깁니다.저항기라는 부품의 저항값은 DC에서의 저항을 말하지만 같은 1옴의 저항이라도 어떤 주파수에서 사용하느냐에 따라 임피던스는 달라지게 되어 1옴이라도 수백킬로옴의 저항기처럼 되기도 합니다.저항기는 어떤 주파수에서든 변하지 않고저항기 고유의 값을 그대로 가지는것이 가장 이상적인 저항기 이긴 하지만 그런 절대적인 고유의 값을 가지는 저항기를 만드는것은 현실적으로 불가능 합니다.