본문내용
1. RLC 회로의 임피던스 측정
1.1. 실험 개요
1.1.1. 실험 목적
직렬 RLC 회로의 임피던스는 Z= sqrt {R ^{ 2}+(X_{L}-X _{ C} )^{2} }임을 실험적으로 확인하는 것이 이번 실험의 목적이다."RLC 회로의 임피던스를 측정하는 이번 실험의 목적은 직렬 연결된 RLC 회로에서 옴의 법칙과 리액턴스 합성 공식을 통해 구한 임피던스 값이 일치함을 확인하는 것이다. 앞서 학습한 바와 같이 직렬 RLC 회로의 임피던스는 저항, 유도성 리액턴스, 용량성 리액턴스의 관계로 계산할 수 있다. 이번 실험에서는 회로 소자에 걸리는 전압과 전류를 측정하여 옴의 법칙으로 임피던스를 구하고, 소자의 값을 이용한 이론식으로 계산한 임피던스와 비교함으로써 RLC 회로의 특성을 실험적으로 검증하고자 한다. 이를 통해 RLC 회로의 동작 원리와 임피던스 계산 방법에 대한 이해를 높이는 것이 이번 실험의 목적이다."
1.1.2. 실험 이론
- 직렬 RLC 회로의 임피던스
직렬로 연결한 RLC 회로에서 교류신호의 동작을 이해하기 위해서는 연결된 각 소자의 특성을 알아야 한다. 교류회로에서 저항의 전압과 전류는 동위상이므로 직류회로에서와 동일하게 동작한다. 저항으로만 이루어진 전압분배회로에서 각 저항의 전압강하 합은 전체 저항에서 발생한 전압강하와 동일하다.
교류회로에서 리액턴스는 전원의 주파수에 따라 변하며, 리액턴스에 흐르는 전류와 전압은 동위상이 아니다. 순수 인덕턴스(R=0)에 걸리는 전압은 인덕터에 흐르는 전류보다 위상이 90° 앞서며, 순수 캐패시턴스(R=0)에 걸리는 전압은 캐패시터에 흐르는 전류보다 위상이 90° 뒤진다.
교류회로에서 저항과 직렬로 연결된 인덕터의 영향은 주파수와 인덕턴스에 따라 변화하며, 직렬 RL 회로에서 전류는 전압보다 90°보다 작은 위상차만큼 뒤쳐진다. 캐패시터가 저항과 직렬로 연결되어 있을 때 캐패시터의 리액턴스는 교류전류에...