일반물리학 - 오실로스코프 기본 및 응용측정

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본문내용

1. 실험 목적
오실로스코프를 이용하여 기본적인 직류와 교류의 전압강하를 측정하여 기본 사용법을 익힌다.
3. 실험 이론
1) 오실로스코프란?
시간에 따른 전압신호의 변화를 화면상에 표시해 주는 장치.
변화하는 전압 가운데서도 주기적인 파형만을 측정.
2) 오실로스코프의 동작원리
음극선관(2)에서 열을 가해 진공관처럼 열 방출에 의한 전자빔(3)을 방출 한다. 이를 전자 빔 조절 장치(1)가 X축과 Y축의 자기장을 조절해 빔의 위치를 조절하여 신호를 표시 한다. 그러면 음극관(5)의 픽셀에 전자가 부딪혀 빛을 내고 화면에 표시된다.
3) 오실로스코프의 구성
(1) 가로버튼 (2)세로버튼 (3)메뉴창닫기 (4) Volt/div : 전압단위조절 [1칸]
(5) 프로브 연결부 : 채널1 (6) Run/stop : 화면정지 (7)TRIG LEVEL
(8) Sec/div : 시간단위조절 [1칸] (9) Save : 화면저장
4) 함수발생기 (Function Generator)
회로에서 필요로 하는 여러 가지 Signal source를 만들어주는 장치
① Power ON/OFF
② 진폭(AMPLITUDE) 다이얼
③ 주파수 다이얼
④ 주파수 범위 선택 버튼
⑤ 파형선택 : 사인파, 삼각파(톱니파) 구형파(계단파)
⑥ 출력(OUTPUT) 단자
4. 실험 방법
중략
3) DC 전압 측정- 저항에 의한 전압강하 측정
(1) 전압으로 쓸 건전지의 전압을 Oscilloscope로 측정 – DC로 맞춤, 0.5V
(Probe를 (5)CH1에 꽂고 붉은 집게는 건전지의(+)극, 검은 집게는 (-)극에 연결)
(2) 건전지의 전압이 맞게 나오는지 확인하고 다음과 같이 회로를 구성한다.
(3) Probe로 전체에 걸리는 전압, R1에 걸리는 전압과 R2에 걸리는 전압을 각각 측정 한다.
(4) 저항 띠를 읽은 후, 저항을 이론 식에 대입 하여 측정된 전압과 비교하여 백분율 오차를 구한다.
4) AC 전압 측정- 저항에 의한 전압강하 측정
(1) 함수발생기로 AC 4Vpp 를 공급한다. – AC 로 맞춤, 1V
(Oscilloscope의 CH1 와 함수발생기의 50Ω 을 연결한 후 함수발생기의 진폭(AMPLITUDE)을 조절하여 4Vp-p 를 맞춘다. – 이때 주파수는 1k 에 둔다.)
(2) 다음과 같이 회로를 구성하여 함수발생기의 전압이 맞게 나오는지 확인하고 그래프를 작성한다.
(3) Probe로 전체에 걸리는 전압, R1에 걸리는 전압과 R2에 걸리는 전압을 각각 측정 한다.
(4) 저항띠를 읽은 후, 저항을 이론식에 대입 하여 측정된 전압과 비교하여 백분율 오차를 구한다.
5. 주의사항
1) 오실로스코프 사용 시 필요한 단자 외에는 손을 대지 않는다.
2) 함수발생기 On/Off 전에는 모든 조절 단자를 초기값으로 맞춘다.
3) 입력신호가 움직일 때는 TRIG LEVEL 로 신호를 멈추게 한다. ( 화면 저장시엔 Run/Stop 버튼 사용 )
4) 입력신호가 x축에 수평 하지 않고 기울어 졌을 때는 TRACE ROTATION의 나사를 돌려 수평을 맞춘다.
5) 오실로스코프를 사용하지 않을 때는 꺼둔다.
중략
3. 실험 이론
1) 커패시터(C)
커패시터는 회로에서 전기적인 전하를 모아서 에너지를 축적하고 다시 전하를 방출하여 축적된 에너지를 방출하는 소자.
충전이란 전하를 저장하는 것을 말하며, 방전이란 축적된 전하를 회로로 방출시키는 것이다.
커패시터가 완전히 충전되면 폐회로를
마치 단락된 회로처럼 만드는 특징이 있다.
(더 이상 회로내에 전류가 흐르지 않는다)
2) 시정수란?
RC 회로의 전압 증가 과정에서 커패시터 양단의 전압이 공급되는 전압의
63.2% 에 도달하는 데 필요한 시간을 시정수(time constant) 라고 한다.
시정수가 작을수록 시스템의  응답 속도가 좋다. 즉, 저항,
커패시터가 작을수록  응답속도는 빠르다.
(시정수가 작아지므로)

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