RC, RL회로에서 LPF회로 및 HPF 회로

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RC, RL회로에서 LPF회로 및 HPF 회로에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

무엇을 잘못했는가?
→ 잘 되었지만 4.2와 4.4번 실험에서 LPF, HPF측정시 저항값을 측정하기보다는 커패시터와 인덕터 전압을 측정해야 올바른 실험이라고 생각한다.
5.2 실험 4.2의 결과를 분석하라. 이론값과 실험값의 오차(%)는 얼마인가? 그 이유는 무엇이라 생각하는가? X-Y 모드로 관찰한 파형을 그리고 이론적 근거를 제시하라.
→ 커패시터에 걸리는 전압 V = e 이므로
출력전압의 크기는 = 0.8468V
위상은 =tan(-1/WRC)=-57.749
57.749-90=-32.251이다.
100㎲×32.251/360=8.958㎲(시간)
즉 입력전압파형와 커패시터 전압파형의 교점에서의 전압이 이론상으로 0.8468V가 나왔으나
실험값으로는 약 0.9V가 나왔다.(오차 : 5.9%)
또한 입력전압파형보다 커패시터 파형이 8.958㎲만큼 느리다.
※ X-Y모드 측정
X-Y 모드로 파형을 관찰했을 때 X축이 입력전압값이고 Y축이 커패시터 전압값이므로 타원형은 위아래로 1.8칸(커패시터값의 최대값) 범위안에 있고 양쪽으로 2칸(입력전압의 최대값) 범위안에 있다.
또한 입력전압값(X축)이 0일때 출력전압값(Y축)은 ±0.45V로 나타났고 출력전압값(Y축)이 0일때 입력전압값(X축)은 ±0.5V로 나타났다.
5.3 LPF의 출력전압의 크기를 주파수의 함수로 하여 그래프[linear-liner 그래프와 linear(H)-log(주파수) 그래프]로 그려서 제출하라. 같은 그래프에 실험에 사용된 소자의 값으로 계산한 계산값도 같이 그려라(EXCEL사용). 잘 맞는가? 오차가 있으면 어느 주파수에서 어느 정도인가? 그 이유는 무엇이라 생각하는가?
※linear-liner 그래프(실험값)
주파수
0kHz
10kHz
20kHz
30kHz
40kHz
50kHz
60kHz
70kHz
80kHz
90kHz
100kHz
실험값
0V
0.82V
0.62V
0.5V
0.4V
0.35V
0.3V
0.25V
0.225V
0.2V
0.195V
즉 출력 전압이 이론상으로 0.8468V가 나왔으나 실험값으로는 약 0.9V가 나왔다.(오차 : 5.9%)
5.4 실험 4.4의 결과를 분석하라. 이론값과 계산값의 오차(%)는 얼마인가? 그 이유는 무엇이라 생각하는가? X-Y모드로 관찰한 파형을 그리고 이론적 근거를 제시하라. 오차의 원인은 위상차이다.
→ V= e 에서
출력전압의 크기는 = 0.53V
위상은 -+90 = 57.756
= tan(WL/R)=-32.244이다.
100㎲×32.244/360=8.956㎲이다.
인덕터 출력전압 실험값은 약 0.5V로 측정되었고 오차는 6%이다.
※ X-Y모드 측정
X-Y 모드로 파형을 관찰했을 때 X축이 입력전압값이고 Y축이 인덕터 전압값이므로 타원형은 위아래로 1칸(커패시터값의 최대값) 범위안에 있고 양쪽으로 2칸(입력전압의 최대값) 범위안에 있다.
또한 입력전압값(X축)이 0일때 출력전압값(Y축)은 ±0.44V로 나타났고 출력전압값(Y축)이 0일때 입력전압값(X축)은 ±0.99V로 나타났다.
5.5 HPF의 출력전압의 크기를 주파수의 함수로 하여 그래프[linear-liner 그래프와 linear(H)-log(주파수) 그래프]로 그려서 제출하라. 같은 그래프에 실험에 사용된 소자의 값으로 계산한 계산값도 같이 그려라(EXCEL 사용). 잘 맞는가? 오차가 있으면 어느 주파수에서 어느 정도인가? 그 이유는 무엇이라 생각하는가? L의 저항성분을 무시한다면 설계와 실험 사이에 어느 정도의 오차가 날 것인가?
주파수
0kHz
10kHz
20kHz
30kHz
40kHz
50kHz
60kHz
70kHz
80kHz
90kHz
100kHz
최대값
0V
0.5V
0.7V
0.82V
0.9V
0.925V
0.95V
0.97V
0.99V
0.995V
1V
즉 출력 전압이 이론상으로 0.53VV가 나왔으나 실험값으로는 약 0.5V가 나왔다.(오차 : 6%)
6. 느 낀 점
이번실험을 통해서 RC 및 RL 회로의 주파수응답에 대해서 알게 되었다. RC 및 RL 회로에서 임피던스와 리엑턴스를 구함으로써 각각에 흐르는 전류와 전압을 알 수 있었고 저주파필터와 고주파필터를 구성하여 라디오와 같이 주파수를 선별해야 하는 기계에 유용하게 사용 될 것이라고 생각되었다. 또한 어떠한 입력 및 출력파형을 주파수별로 위상, 진폭을 변화시키면서 입력 파형과 출력 파형의 관계를 확인할 수 있었고 X-Y모드로 측정하였을시에는 위상 및 진폭에 따라 파형이 달라져 나온다는 것을 알 수 있었다.

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