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*제목: RLC회로
*목적:
RLC회로에서 전류를 주파수의 함수로 측정하여 공진현상을 관측한다. 이 실험자료의 해석과정을 통해 임피던스와 전류, 전압의 관계를 이해한다.
*방법:
1부 컴퓨터
1. 전압센서를 인터페이스의 아날로그 채널 B에 연결하
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공진주파수에서, 출력전압과 전류의 진폭 과 를 측정하여 회로의 총 저항을 계산하는 실험을 하였다. 일단 실험 2에서 와 실험 3에서의 을 비교해보면 각각 3.020V, 2.995V로 거의 같다는 것을 볼 수 있었다. 하지만 RLC 회로에서 저항 R이 10인 것에
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공진 주파수 이론값 : 10.73 k㎐
공진주파수를 구하는데 이 공식을 사용하였으며,
실험의 초기 값으로 L = 0.1mH , C = 0.022 uF 값을 사용하였습니다.
[ 실험 3. RLC 직렬 회로에 대한 고찰 ]
이론으로 계산해 본 공진주파수는 10.73 k㎐ 로, 실험으로 측정
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C만의 회로에서의 전압, 전류의 위상차 증명
- RLC회로에서의 각각의 소자에 따른 전류 전압의 관계
- RLC회로에서의 전류값 증명(이차미분방정식)
- 임피던스의 이해 및 증명(RLC각각의 전류 위상차 도표 및 식)
- 직렬공진(조건찾기)
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공진주파수는 변하지않는다. 저항양단의 전압은 저항R과 비례 , LC양단의 전압은 저항R와 반비례함을 알 수 있었다. 전류도 저항R이 커짐에 따라 전체 임피던스 Z가 증가하여 전류가 작아짐을 확인할수있었다.
표18.3
:앞선 직렬 RLC회로에서 저
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RLC회로 전압변화를 관찰했다. 저번 실험에서 스위치를 이용해 단위계단함수를 만들고 오실로스코프의 STOP기능을 이용해 전압변화를 관찰했던 방식과 다르게, 이번 실험에서는 주기적인 사각파를 전압소스로 사용했다.
캐패시터, 인덕터, 저
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리액턴스 값이 커지고 주파수가 작아지면 커패시터의 리액턴스 값이 커져서 주파수에 따라 각각의 특성을 가지게 됩니다.
2.개요
- 실험 목적
(1)직렬 RLC회로에서 주파수 변화에 따른 임피던스와 전류의 변화를 살펴본다.
3.시뮬레이션
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공진주파수)
5V
20s
10nF
12V
16.092kHz
사진17 커패시터 최대전압파형
5. 결과분석
(1.1) RLC직렬회로에서 R=500Ω, L=10mH, C=10nF인 경우에 ω0, ωd를 계산해본 결과 다음과 같았다.
표 7
저항(R)
인덕터(L)
커패시터(C)
공진주파수(ω0)
진동주파수(ωd)
500Ω
10mH
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구성된 회로의 과도응답 및 정상상태응답을 이해하고 실험으로도 확인해 볼 수 있을 것이다. 각각 입력전압의 주파수 변화에 따라 RLC회로의 출력이 어떻게 변하는지 확인해 볼 수 있고 공진주파수에서의 상태를 확인할 수 있을 것이다.
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공진이라고 하고 이때 임피던스는 최소가 된다. ( XL - XC = 0 일때 즉, XL = XC (공진상태) 일때 임피던스는 최소)
실험결과를 보면 회로가 유도성인지 용량성인지 저항성인지알수있는데 RLC회로에서 임피던스는 이라는 식으로 구할 수 있다.
유도
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