전기쪽은 완전 깡통이라 전혀 감을 못잡겠읍니다.
이런질문을 남겨도 되는지 모르겠지만 혹 전문분야에 계신분께서 좀 쉽게 설명해주신다면 정말 감사드리겠읍니다.

전기회로에서 RC 혹은 RL 직렬회로 구성일때 phase shift를 오실로스코프를 이용해서 time lag이 얼마인지를 찾아내는걸로 알고 있읍니다. 제가 궁금한 것은 도데체 phase shift가 무엇인지를 모르겠읍니다. 왜 그런 현상이 있는건지…
감사합니다.

전기쪽은 전혀 모르시면서 phase shift같은 회로 이론을 왜 아실려고 하시는지 궁금하네요. 아주 간단히 말씀드리면 phase shift는 말씀 하신데로 RC/RL/RLC 소자에 의해서 의도적이건 의도적이 아니건 발생하는 현상으로 signal이 delay되는 현상입니다.
오실로스코프까지 보신다니 지나가다 묻는건 아니고 관련 일을 하시는것은 같은데… 관련 서적을 보시는것이 좋을듯합니다. 전자회로 관련 서적에서 순수 해당 부분은 5장 이내일겁니다.

X_L=j*w*L 그리고 X_C=1/(j*w*C)로 표현되죠. 여기서 j가 위상변화를 갖게 하죠. 반면에 R은 이러한 j가 없이 실수성분만 존재합니다.

phase 는 “각도angle”라고 생각할 수 있습니다.

교류전압에서는 전압이 일정하지 않고,
cos 으로 변합니다.
이때 cos 다음에 각도를 쓰는데, 그것이 phase 입니다.
(예를 들어 cos60 = 0.5 이다라고 할때, 45라는 각도가 phase 이지요)

전기에서 주로 알고싶은 것은,
발전소에서 cos 으로 변하는 전압을 만들어서 가정집으로 보내는데, 전자제품에서 전류가 어떻게 변해가는지입니다.

이때, 저항만 존재하는 제품이라면, 전압이 변하는 대로 전류도 같이 변합니다. 전압이 0v 이면 전류도 0A, 전압이 최고이면 저항도 최고….etc.
즉, 전압과 전류 둘다 cos 으로 변하며,
cos 의 각도까지도 똑같이 변하지요.
이럴 때는 “phase 가 동일 = in phase”하다고 말합니다.

그런데, 축전지capacitor 가 있는 제품이거나,
인덕터inductor가 있는 제품은,
전류의 cos에 붙는 각도가, 전압에 붙는 각도와 다르게 변합니다.
이럴때 phase 가 변했다고 말하지요.
즉 out of phase 라고 하고,
phase shift 가 생겼다고 합니다.

전류의 각도가 전압의 각도와 달라지는 이유는,
전류를 파도라고 하고, 전압을 파도를 만드는 바람이라고 하면, 파도가 오다가 선박주위 또는 복잡한 바위등을 지날때, 느려지거나, 부셔지거나 급물살이 되는 것 같은 것이지요.

수학적인 설명으로는,
cosA을 미분 (적분)하면 -sin A인데,
같은 cos 에서의 각도를 비교하기위해서
-sin A을 cos 으로 바꾸면, -sin = cos(A + 90),
그래서 하나는 각도가 A 이고 다른 하나는 각도가 A+90 이
되어서 서로 다르지요.
phase shift 가 일어난 것이지요.

sd.seoul님 대단하십니다.
Phase angle과 Phase shift의 차이가 뭘까요?

위에 제가 쓴 글에 typo 가 있네요.
고쳐서 다시 쓰겠습니다.

(1) cos60 = 0.5 이다라고 할때, “60” 이라는 각도가 phase 이지요.
(2) 전압이 0v 이면 전류도 0A, 전압이 최고이면 “전류”도 최고….etc.

sd.seoul님 대단히 감사드립니다. 언제나 바보같은 질문에도 아주 알기쉽게 설명해주시는 덕에 아주 많이 배우고 있읍니다.

한가지만 더 여쭤보겠읍니다. 통상의 경우 전압 파와 전류파가 symetric 한것이 정상인가요? 만약 symetric 하지 않은 결과가 나오고, 즉 360도의 사이클 내에서 두번 교차하게 되는데 각각의 time delay가 서로 틀립니다. 이걸 어떻게 설명해야 하죠? 지금 이것때문에 회사에서 시험하는 도중에 글올리고 있읍니다요…ㅠㅠ

즉 360도의 사이클 내에서 두번 교차하게 되는데 각각의 time delay가 서로 틀립니다.

>> 얼핏 생각하기에는 두번의 교차점사이의 간격이 일정하지 않고 재는 구간에 따라서 변하는 것 같군요.
전압과 전류의 각각의 주기(360도 도는 데 걸리는 시간)가 다르기 때문입니다. 주기가 다른 두개의 파를 비교할 때에는 time delay 가 일정하지 않습니다. 시간의 함수가 되지요.

그러면 전류의 주기가 왜 전압의 주기와 달라졌는가를 알아내야하는데,
글쎄요……
그렇게 되는 하나의 이유로는 전압원(voltage source) 가 하나 이상일 경우, 즉 전류를 흐르게 하려는 전력원이 여러개 인 경우일 수도 있구요…
그래서 그 중의 하나의 전압만을 가지고 결과적으로 나오는 전류와를
비교하면, 그 둘의 주기가 다를 수도 있습니다.

또는 회로안의 L, R, 또는 C 의 값이 (무슨 이유에서인지) 일정하지 않고 변하는 경우일 수도 있습니다.
더이상은 저로서는 무리인 것 같네요…
잘 해결하시기를 바랍니다…

다시한번 자세한 답변에 감사드립니다.
서울님께서 추측하신것이 정확히 맞습니다. 서로 간격이 일정치 않다보니 어떤걸 time delay로 잡아야 할지를 몰라서 말이죠.

현재 전압은 2 – 4vac 정도로 실험중이고 120V 전압을 받아서 variac을 통해 낮은 전압을 발생시킵니다. 상대적으로 높은 전류를 흘려야 하는 회로이기에 step down transformer를 사용하는데 위의 전압범위에서는 대략 150 – 300A 정도가 나오더군요. 지금 이경우가 혹시 첫번째로 의심하신 “전압원이 하나 이상일 경우”에 해당할런지요?

개인적인 질문을 공공 계시판에 올려 다시한번 죄송합니다.

원글님..
혹 연락처를 주시면 도움이 될것같습니다.
회로상의 load condition에 따라 달라지기 때문입니다.
전원은 전압과 전류로 구분됩니다.
전력계통상에서 만약 부하가 C 이면(병렬부하) 입출력의 전압의 Phase는 동일하지만 전류의 Phase는 달라지게 됩니다. 반대로 부하가 L일경우(보통 직렬부하죠) 입출력양단의 전류 Phase는 동일하지만 전압의 Phase는 달라집니다. 보통 입력에서 전류와 전압의 위상차를 Power Factor라합니다. 전력계통에선 중요하죠 무효전력이 얼만지 알수있으니깐요.
입출력 전류 전압파형을 알면 부하가 먼지 쉽게알수 있습니다. 연락처 주세요…

원글님
혹 variac 트랜스폼만을 이용하여 전압을 다운하나요?
variac에따라 다르지만 아주낮은전압에서는 전압파형이 불안할 수있습니다.
교환 턴수가 아주많은바리악은 다르지만요….

텍사스머하니님 대단히 감사합니다. 곰곰히 생각해보니 variac이 문제일수도 있겠군요.
다시한번 감사드립니다.

텍사스머하니/님이 지적하신대로,
120v를 2-4v로 변압시키려다보니까,
output 전압이 불안정해서 주기가 마구잡이로 변하는 것일 수도 있겠네요.
먼저 변압기로 부터 나오는 output 전압을 오실로스코프에 연결해서
안정된 파형이 나오는지를 확인해 보셔야할 것 같습니다.

원글님..
전기전자쪽을 전공하시지 않으셨면 회로 혹은 시스템이 구성된후 문제가 발생하거나, 일어나는 현상을 분석하기가 쉽지많은 않습니다. 혹 문제나 의문점이 있으시면 제가 전화상으로나마 도움이 되드릴것같습니다. 사실 전공한 엔지니어에게도 쉽지않은일이 부지기수입니다

두분께 다시한번 감사드립니다. 처음에는 위상차이라는게 도데체 왜 생기는건지.. 그원리가 궁금했었던것이었는데 실험도중에 이상한 결과가 나오는 바람에 저도 지금 상당히 당황스럽습니다. 저희 회사 전기 전문가들에게도 물어봐도 왜 비대칭 결과가 나오는질 모르긴 한데 위에 지적하신대로 variac쪽에 scope을 같이 걸어서 확인해보는게 어떻겠냐는 의견이 있긴했읍니다. 내일 회사 가서 variac 부터 확인해봐야 겠읍니다.
다시한번 두분께 감사드립니다.

원글님 안녕하세요..
비대칭이라시면 혹 전류나 전압파형이 코사인파 형태로 서로 대칭이아니고 조금 왜곡되고 있는건 아닌지요. 만약 파형이 외곡되면 바리악일 가능성이 많습니다.
바리악에는 최대 파워와 최대 출력전류용량을 둘다 초과하시면 안됩니다. 님의 상황은 전압이 낮아 파워는 작으나 전류가 큰관계로 바리악의 내부 임피던스가 큰전류 흐름에따른 전압 drop이 발생할 가능성이 많습니다. 즉 사인파에서 전압이 높은 부분에서는 과전류가 흘러 전압 drop부분이 많이 발생하고 전압이 낮은부분은 당연 작아지겠죠. 그럼 파형이 마치 불균일 하며 불일정한 Phase shift가 일어나는것처럼 보일수 있습니다.

와우~ 참 보기좋습니다. 어떤 다른 생각들에 대하여 토론할땐 뭐터지기게 하다가, 서로 도와야 할땐 이렇게 성심으로 도우시는 모양새들을 보니, 아무래도 모두에게 좋은일들이 있긴 있을것 같네요. 이거야말로 진정 더불어가는 세상이라고 말할 수 있네요. 그런데, 전 도데체 무슨 말씀들을 하고 계신지 잘 모르겠네요. 그냥 좋은 모습임을 느낌니다.