수동 부호 규약 passive sign convention에 대한 깨달음

회로이론에 대한 이런 저런 글을 올리기 이전에 사실 수동 부호 규약 passive sign convention의 이해가

선수되어야 하는데, 그 중요성을 깨닫지 못하다가 인덕터와 커패시터에서의 수동 부호 규약을 공부하고

그 중요성을 깨달아서 글을 늦게 올린다.

 

수동 부호 규약 (Passive Sign Convention, PSC) 이란, 수동 소자(저항, 인덕터, 커패시터 등)에서
전류가 전위가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흐를 때, 전류가 들어가는 방향을 (+), 전류가 나가는 방향을 (–) 로 정의하는 규약이다.

 

여기서 수동 소자란 외부로부터 에너지를 받아서 저장하거나 소모하는 소자를 말한다.

즉, 스스로 에너지를 생성하거나 공급하는 전압원, 전류원, 배터리 등을 제외한 소자이다.

 

이렇게 극성( + or - )을 정의하면 전력 p = v * i 에서 에너지를 소모하는 경우에 p가 양수가 나오고, 에너지를 공급하는 경우에 p가 음수가 나온다.

 

 

이렇게 "규약" "convention" 을 배웠는데, 대수롭지 않게 넘기다가 문득 이러한 의문이 들었다.

과학자들/공학자들이 헷갈리지 않고 하나의 방식으로 계산을 편리하고 정확히 하기 위해 서로 서로 약속한 것에 불과한 "규약"이

인덕터나 커패시터에서의 물리적인 성질들 (Ex : 인덕터에서의 렌츠 법칙)을 성립한다고 보장할 수 있는가??

또한 수동 소자는 어떠한 이유로, 어떠한 순서로 정의된 것인가?

수동 부호 규약 PSC와 수동 소자 중 어떤 개념이 먼저 정의된 것인가?

 

이를 해결하기 위해서 많은 고민을 했고 chat GPT와 함께 정리해 보았다.

 

수동 부호 규약 PSC 에 대한 설명

 

 

인덕터와 커패시터에서의 PSC 적용 가능성에 대한 논의

 

수동 소자 Passive element의 도입에 대한 논의

 

 

즉 정리하면

1. 헷갈리지 않는 명확하고 통일된 하나의 규약, PSC를 약속함

2. PSC를 적용했을 때 그 해석이 옳은, 모순이 없는 소자를 찾음

3. 이러한 소자들을 수동 소자라고 정의함

4. PSC를 적용해서 KCL, KVL, 미분방정식으로 회로를 해석함

 

 

반론이나 질문은 환영입니다.