기초전기전자실험 - RC 및 RL 회로실험

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본문내용

키는 물리학 용어이다.
컨덕턴스 - 저항의 역수 또는 어드미턴스의 실수부. 단위는 모(mho)이며 기호는 Ω이다. 하나의 전선 양끝에 전압을 가하면 도선 속을 흐르는 전류 I는 도선의 양끝에 가해진 전압 V에 비례한다. 즉, 이다. 이때의 비례상수 G를 컨덕턴스라고 한다. 옴의 법칙에 의해 이므로 이 된다. 이와 같이 컨덕턴스는 전기가 얼마나 흐르기 쉬운가를 나타낸다.
실험결과
① RC회로
주파수
[V]
[V]
[V]
이론값
실험값
이론값
실험값
이론값
실험값
1000Hz
10
7.3
7
6.9
6.8
2183.7
2152.7
1500Hz
10
5.8
5.5
8.2
7.6
1837.3
1851.6
2000Hz
10
4.5
4.5
8.8
8.4
1684.7
1701.7
,
② RL회로
주파수
[V]
[V]
[V]
이론값
실험값
이론값
실험값
이론값
실험값
1000Hz
10
7.3
6.4
6.9
5.6
873.5
911.2
1500Hz
10
8.4
7.6
5.4
4.8
1109.6
1123.6
2000Hz
10
9.0
8.4
4.3
4
1391.8
1395.6
,
③ RLC회로
Level
-f <----- 0 -----> +f
BW(3dB)
-6dB
-3dB
0dB
3dB
6dB
주파수(㎑)
8.88
9.636
10.581
11.775
12.952
2.139
고찰
전기나 전자 분야에 문외한이었던 나에게 이 실험은 굉장히 생소했고 어려웠다. 기본적인 용어들도 나에게 와닿지 않았고 실험도구들도 낯설었다. 하지만 조별로 실험하는 과목인만큼 조원들의 고움과 조교님의 가르침으로 성공적으로 실험을 해낼 수 있었다.
실험 결과 RC회로의 Z값 오차는 각각 1.4%, 0.8%, 1.0%이며 RL회로의 Z값 오차는 4.3%, 1.3%, 0.3%로 모두 5% 이내였다. 어느 정도 정확한 실험이었다고 평가 할 수 있겠다. 실험할 땐 내용을 제대로 파악하지 못한 상태여서 이론적 내용이 이렇게 어려울 줄 몰랐다. 하지만 보고서를 작성하며 관련 이론을 파악하고 Z값의 이론값과 실험값을 직접 구해보는 단계에서 난관에 봉착했다. 어려움을 많이 느끼고 어떻게 해야할지 몰라 답답했지만 인터넷을 찾아보고 조원들에게 많은 도움을 받아 모두 이해하고 보고서를 작성할 수 있어 기쁘게 생각한다. 또한 조교님이 수업전에 칠판에 적어두셨던 사진속 내용이 나에게 큰 도움이 되었다. 사진에서 알 수 있듯이 RC회로에서 주파수가 커질수록 임피던스 Z는 작아진다는 것을 확인했고 이는 실험결과를 통해 바로 알아낼 수 있었다. 반대로 RL회로에서는 주파수와 임피던스 Z가 비례하다는 것을 배웠다.
RLC회로 시험을 통해 특정 주파수에서 진폭이 가장 커지는 것을 확인했다. 하지만 이 과정에서 눈 짐작과 계측기의 눈금을 통해서 대략적인 값을 얻어내는데 그친 것이 아쉽다. 전자적인 시스템이 갖춰진다면 더 세밀하고 정확한 주파수 값을 알아낼 수 있지 않았을까 하는 생각이든다. 이는 전자가 기계에 필요한 이유와도 연관지을 수 있겠다.
이번 실험을 통해 전자이론과 주파수와 그 위상을 측정해볼 수 있는 흔치않은 기회를 얻게 되어 감사하게 생각한다. 더 많은 것을 알아가고 얻은 지식이 나중에 유용하게 쓸 수 있기를 기대한다.
전자가 기계에 필요한 이유
요즘 시대에 전자 기술이 결합 되지 않은 기계는 구시대적인 기계로 통한다. 그 예로 기계공학 기술의 집약체는 자동차를 들어보겠다. 자동차가 나오던 초창기 시절 증기로 가는 자동차에서 디젤로 움직이는 자동차 그리고 요즘엔 전기로 움직이는 자동차까지 나왔다. 자동차 구동방식 또한 전기전자 기술이 결합돼있는 것은 물론 차의 안정성에도 많은 부분이 결합되어있다. ABS시스템은 자동차가 급제동할 때 바퀴가 잠기는 현상을 방지하기 위해 개발된 특수 브레이크로 바퀴의 움직임을 파악하고 저절로 브레이크를 조절해주는 장치이다. 이를 통해 운전자의 생명을 보호하게 된 것이다. 뿐만 아니라 실내 인테리어 또한 터치스크린을 비롯해 자동온도조절장치, GPS시스템 등 많은 부분이 결속되어있는 것을 쉽게 볼 수 있다.
21세기 혁신의 아이콘인 스마트폰 또한 전자기술의 집약체라고 할 수 있지만 튼튼한 외관과 초소형 부품이 없었다면 스마트폰을 만들 수 있는 전자기술은 무용지물이라고 할 수 있겠다.
이처럼 기계와 전자는 서로 없어서는 안 될 존재인 것이다. 이는 시대가 발전해갈수록 더욱 더 심화될 것이 분명하며 언젠가는 기계공학도가 전자공학까지 섭렵해야 하는 날이 오지 않을까 생각되며 더 발전된 미래를 기대해본다.

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기초전기전자실험,   RC ,   RL 회로실험