[기초회로실험] 7주차 실험 35, 37, 38장 예비보고서입니다.

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목차

실험 35. 인덕턴스의 특성

실험 37. 인덕턴스의 직병렬 연결

실험 38. RC 시정수

본문내용

흐름을 방해.
인덕터의 유도성 리액턴스는 상수가 아니며 인덕턴스 L과 인가전압의 주파수 f에 비례.
(선형성)
옴의 법칙을 사용하여 유도성 리액턴스를 구할 수 있다.
위상관계
비저항회로에서 전압과 전류는 위상차가 발생한다.
완전한 인덕터, 즉 저항성분이 없는 인덕터의 경우, 전압과 전류는 90도의 위상차 발생
(보통, 전압이 전류를 90도 앞섬)
위상측정
2채널 오실로스코프를 이용, 동일 주파수를 갖은 신호간의 위상을 측정 할 수 있음.
<위상차 계산 공식>
위상차 = 신호간 수평눈금수 차이 * 눈금당 각도
3. 예비 점검
다음 질문에 답하시오.
1. 인덕터의 인덕턴스는 오옴으로 측정한다. 아니오
2. 인덕터의 유도성 리액턴스는 인덕터의 인덕턴스 L이 일정하다면 인가전압의 주파수에 선형적으로 비례한다.
3. L=2.5H, f=1000H라면 =15.7k이다.(
4. L이 상수이고 주파수가 두배로 변하면 은 두배로 변한다.
5. 과 f의 그래프는 L이 일정할 경우 선형적이다.
6. 인덕터의 저항은 인덕터의 감은 횟수에 비례한다.
7. 인덕터에 걸린 교류전압 이 6V이고 전류 I가 0.02A라면 은 300이다.()
8. f=60Hz, =1000이면 L은 2.65H이다. ()
4. 실험 준비물
전원공급기
120V, 60Hz 전원
가변전압기
독립변압기
0~15V범위의 가변직류전원
기기
오실로스코프
신호발생기
DMM
교류전류계
직류전류계
저항
3.3k(1/2-W, 5%) 1개
인덕터의 내부저항과 동일한 저항 1개
인덕터
대용량(7-10H) 1개 (Magnet다-Triad #C3X 10H, 500, 50mA 또는 등가)
100mH 1개
기타
SPDT 스위치
SPST 스위치
on-off 스위치, 퓨즈
5. Pspice 회로구현
실험 37. 인덕턴스의 직병렬 연결
1. 실험목적
(1) LCR미터를 이용하여 인덕터를 실험한다.
(2) 두 인덕턴스 L1과 L2가 직렬로 연결되었을때 총 인덕턴스 LT는
LT = L1 + L2임을 실험적으로 확인한다.
(3) 두 인덕턴스 L1 과 L2가 병렬로 연결되었을 때, 총 인덕턴스 LT는
1/LT = 1/L1 + 1/L2 임을 실험적으로 확인한다.
2. 관련이론
인덕턴스의 직렬연결
인덕턴스 L 구하기
인덕턴스의 병렬연결
두 인덕터의 병렬연결
동일한 인덕터의 병렬연결
병렬인덕턴스의 측정
3. 예비 점검
1. 4.2, 2.5, 8H의 인덕터가 직렬로 연결되어 있다. 상호커플링이 없다면 총인덕턴스는 14.7H이다. (4.2+2.5+8)
2. 인덕터에 걸린 교류전압이 22V이다. 주파수는 60Hz이고 흐르는 교류전류는 0.025A이 다. 이때, 다음 값을 계산하시오.
(a) =880 ()
(b) L=2.33H ( )
3. 그림 37.4와 같이 L과 1k의 저항 R이 직렬로 연결되어 잇다. 저항에 걸린 전압은 50V이고 인덕터에 걸린 전압은 40V이다. 주파수는 60Hz이다. 이때 다음 값을 계산하시 오.
(a) 전류 I=0.05A ()
(b) 인덕터의 =800 ()
(c) 인덕터의 L=2.12H
4. 4.2, 2.5, 8H의 인덕터가 병렬로 연결되어 잇다. 상호커플링이 없다면 총인덕턴스는 1.31H이다.( )
5. 동일한 인덕터 4개가 병렬로 연결되어 있다. 각 인덕터는 4H이다. 상호커플링이 없다면 총인덕턴스는 1H이다. ()
6. 그림 37-5에서 이라면,
(a)전원에 의하여 공급된 전류는 0.002mA이다.()
(b)회로의 유도성 리액턴스는 15k이다. ()
(c)총인덕턴스 는 2.39H이다. ( )
4. 실험 준비물
전원공급기
함수발생기
기기
오실로스코프
VOM이나 DMM
저항
12k(1/2-W, 5%) 1개
인덕터
100mH 2개
5. Pspice 회로구현
실험 38. RC 시정수
1. 실험 목적
(1) 교저항을 통하여 캐패시터가 충전되는 시간을 실험적으로 졀정한다.
(2) 저항을 통하여 캐패시터가 방전되는 시간을 실험적으로 결정한다.
2. 관련이론
커패시터는 회로에서 전기적인 전하를 모아서 에너지를 축적하고 다시 전하를 방출하여 축적된 에너지를 방출하는 소자이다.
충전이란 전하를 저장하는 것을 말하며, 방전이란 축적된 전하를 회로로 방출시키는 것이다.
커패시터가 완전히 충전되면 폐회로를 마치 단락된 회로처럼 만든다(더 이상 회로내에 전류가 흐르지 않는다)
커패시턴스(capacitance)는 커패시터가 전하를 충전할 수 있는 능력을 나타낸다.
커패시턴스가 1 farad [F] 이면 1V 전압하에서 1 coulomb [C] 의 전하를 두 평행판 사이에 축적할 수 있음을 의미한다.
C = Q / V, Q= i t
커패시터에 충전된 에너지: [J]
RC 회로에 시간 t=0 에서 직류전압을 인가하면 회로내의 커패시터에 전하가 충전되면서 커패시터 양단 사이의 전압은 서서히 상승한다.
커패시터의 용량이 클수록 전압의 상승시간은 길어진다.
커패시터의 용량이 작을수록 전압의 상승시간은 짧아진다.
회로내 스위치가 ON 된 시점에서 출력전압의 기울기로 출력전압의 상승시간을 예측할 수 있다
시정수 = RC
RC 회로의 전압 증가 과정에서 커패시터 양단의 전압이 공급되는 전압의 63.2% 에 도달하는 데 필요한 시간을 시정수(time constant) 라 하며 이 시간은 R 과 C 의 크기에 의해서 결정된다. 또한 커패시터 양단의 전압이 공급전압과 완전히 같아지기 위해서는 시정수의 약 5배의 시간이 필요하다.
3. 예비 점검
다음 질문에 답하시오.
1. 인가전압이 20V이고 직렬연결한 2.2M의 저항을 통하여 0.25uF의 캐패시터가 충전되 고 있다. 이 회로의 시정수는 0.55초이다.( = (2.2 x100000)x(0.25x10^-6))
2. 시정수에서 (1)의 회로의 캐패시터는 12.6V로 충전된다.(20x0.632)
3. 1.1초후 (1)회로의 캐패시터는 17.2V로 충전된다. (20x0.86)
4. 100V로 충전된 0.05uF의 캐패시터가 220k의 저항을 통하여 방전되고 있다. 0.011초 후에 캐패시터의 전압이 약 37V로 떨어진다.((220k x 0.05u)는 0.01s, 63.2%가 방전

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