[기초전자실험] (결과) 제15장 RLC 직렬공진회로 실험

목차

1. 공동 실험자

2. 실험 날짜와 시간

실험1 : RLC 직렬공진회로 실험 (Q < 1인 경우)
실험2 : RLC 직렬공진회로 (Q >1 일 때)

본문내용

축 대칭인 것을 알 수 있다.
따라서 인덕터와 커패시터가 서로상쇄되어 전압이 흐르고 있다는 것을 실험적으로 알 수 있는 부분이라고 생각한다.
Vi, Vx 전압파형
입력전압과 Vx 의 전압파형인데, Vx는 인덕터와 커패시터를 포함하여 전압을 재는 부분이다. 따라서 인덕터와 커패시터가 서로 상쇄되어 흐른다는, 즉 입력전압이 인덕터와 커패시터를 통과해도 거의 변화가 없음을 나타내주는 전압파형 그래프이다.
직렬공진회로에서 Q <1 일 때, 공진의 특성이 잘 나타나는 것을 알 수 있는 실험이었다.
실험2 : RLC 직렬공진회로 (Q >1 일 때)
R = 33Ω, C = 1mH, L = 0.1uF
측정값 데이터
구분
측정값
최대값
위상
Vi 측정
3V
0
VR 측정
160mv
0
VL 측정
3v
0
VC 측정
1v
측정되지 않았음
fr 측정
16kHz
Q1a = VL / VR
18.75
Q2b = VC / VR
6.25
실험 데이터 비교
구분
이론값
이론값과 측정값의 일치여부
fr
16kHz
일치한다
Q 팩터
3
차이가 크다
VR
2.97v
2.81v 차이
VL
0.9v
2.1v 차이
VC
0.9v
0.1v 차이
Q2a / Q1a
0.3
차이가 크다
Q2b / Q1b
0.3
차이가 크다
측정값 데이터나, 실험 데이터 비교 표를 보면 측정값과 이론값의 차이가 매우 크다.
측정값 데이터에서 위상차는 측정이 되지 않았다.(파형이 잘 나타나지 않았기 때문에)
RLC 직렬공진회로에서 Q > 1 일 때, 공진이 잘 이루어지지 않는다는 사실을 나타내준다.
전압 파형 그래프
전압 스케일 : 1V /Div
시간스케일 : 50us / Div
Vi, VR 전압 파형
입력전압과 저항에 걸린 전압 파형 그래프인데, 저항에 걸린 전압이 제대로 나타나있지 않다. 이는 공진회로가 제대로 작동하지 않고 있음을 나타내준다. 이유는 공진회로가 제대로 작동하면 저항에 걸린 전압은 입력전압과 거의 변화가 없게 나타나야 하기 때문이다.
Vi, VL 전압파형(CH1 전압 스케일 :1v /div
CH2 전압 스케일 :5v /div
시간 스케일 :50us /div)
인덕터와 입력전압의 전압파형 그래프이다. 그래프를 보면 인덕터는 파형이 제대로 나오고 있음을 알 수 있어, 인덕터는 제대로 작동하고 있다고 판단된다.
Vi, Vc 전압 파형(CH1 전압 스케일 :1v /div
CH2 전압 스케일 :5v /div
시간 스케일 :50us /div)
입력전압과 커패시터에 걸린 전압의 파형 그래프이다.
파형 그래프를 보면 커패시터에 걸린 전압파형이 제대로 나오지 않고 있다는 걸 알수 있다.
따라서 커패시터가 제대로 동작하지 못하고 있다는 생각이 드는데, 이는 이번 실험에서 공진이 제대로 작동하지 않은 이유가 될 것이다.
Vi, Vx 전압파형
입력전압과 Vx(인덕터와 커패시터)의 파형은 정확하게 일치하고 있다.
RLC 직렬공진회로 실험에서 Q>1일때는, 공진회로가 제대로 작동하지 않음을 알 수 있었다. 실험을 통해 직렬공진회로에서는 Q<1일때가 공진의 작동이 제대로 된다는 것을 확인할 수 있었다.

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