[기초회로실험]rlc 직렬 공진회로(예비)

소개글

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목차

1.이론

(1) 직렬공진회로

(2) Q와 주파수 응답

2.개요

3.시뮬레이션

본문내용

전압을 뽑으면, 출력전압은
(7)
이 된다. 여기서 입력전압의 유효값과 출력전압의 유효값의 비를 구하면
(8)
이 된다. 이 값을 주파수 의 함수로 그리면 그림 3과 같다.
그림 3. RLC 직렬공진회로의 주파수 응답
그림 3처럼 어떤 물리량(여기서는 주파수 f)이 변할 때 다른 물리량(여기서는 Vo/V)이 peak 값을 가질 때 공진(resonance)이 일어난다고 한다. RLC 직렬공진회로에서 공진은
, 즉 (9)
일 때 일어난다. 따라서 공진주파수는
(10)
가 된다.
식 (6)에서 보듯이 입력전압의 주파수가 0에 가까울 때는 capacitive reactance 가 커져 전류가 거의 흐르지 않게 된다. 반대로 주파수가 공진주파수보다 훨씬 크면 inductive reactance 때문에 전류가 흐르지 않게 된다. 공진주파수에서는 capacitive reactance와 inductive reactance가 서로 상쇄되어 총 impedance에는 저항만 남게 되고, 이 때 총 impedance의 절대값은 가장 작아지게 되어 전류가 최대가 된다. 또한 공진주파수에서는 식 (5)의 위상각 는 0이 되어, 입력전압과 전류의 위상이 같아지게 된다. 공진회로는 주파수가 다른 여러 개의 신호가 들어올 때 원하는 주파수의 신호만 출력단자로 보내는 역할을 할 수 있으므로, 라디오나 TV에서 방송국을 선택하는 tuner에 쓰인다.
(2) Q와 주파수 응답
공진회로에서 가장 중요한 것은 공진주파수 fo이고, 그 다음 중요한 것은 공진 peak의 폭이 얼마나 되느냐는 것이다. 식 (8)을
(11)
로 바꾸어 쓸 수 있는데, 이 때
,(12)
즉 공진주파수에서의 inductive reactance와 저항의 비를 이 공진회로의 Q-factor라 한다. 공진주파수에서는 코일이나 capacitor 양단의 전압이 저항 양단의 전압의 Q 배가 되게 된다.
그림 4는 공진주파수가 같고 Q 값이 다른 여러 공진 곡선을 그린 것이다. 그림에서 보듯이 Q 값이 클수록 공진곡선의 폭이 좁아져 예리한 모양이 되는 것을 알 수 있다. 이것은 입력단자에 여러 주파수가 섞여서 들어올 때, 원하는 주파수만을 선별하는 기능이 더 우수해지는 것을 뜻한다.
그림 4. 여러 가지 Q 값에 따른 주파수 응답
2.개요
- 실험 목적
(1) RLC 직렬공진회로의 특성을 공부한다.
(2) RLC 직렬공진회로에서의 Q-factor에 대해 알아본다.
3.시뮬레이션

키워드

rlc ,   공진,   회로,   직렬