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정전용량과 RC 회로 실험 예비보고서2025.11.181. 정전용량(Capacitance) 측정 정전용량은 도체가 전하를 수용할 수 있는 능력으로, 단위는 패럿(Farad, F)이다. 축전기에 전압 V를 인가했을 때 전하 Q가 축전되면 정전용량 C=Q/V로 정의된다. 교류입력에서 용량성 리액턴스 Xc=1/(ωC)로 표현되며, ω는 각주파수(2πf)이다. 실험에서는 LCR 계측기를 이용하여 0.2μF와 0.1μF 커패시터를 측정하고, 교류전압계와 전류계로 측정한 Xc값과 이론값을 비교하여 약 5% 이내의 오차를 확인했다. 2. RC 회로의 강제응답 특성 저항 R과 커패시터 C로 구성된 ...2025.11.18
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인덕턴스와 RL 회로 실험 예비보고서2025.11.181. 인덕턴스(Inductance) 측정 인덕턴스는 헨리(Henry, H) 단위로 표시되며, 코일에 전류를 가하면 자속이 발생된다. 자속쇄교 λ=NΦ=Li 관계식으로 표현되며, 교류입력에서 유도성 리액턴스는 XL=ωL이다. 여기서 ω=2πf이고 f는 주파수이다. 실제 인덕터는 저항성분 R과 리액턴스 성분 ωL을 모두 가지고 있으며, LCR 계측기를 이용하여 측정할 수 있다. 2. RL 회로의 강제응답특성 저항 R과 인덕터 L로 구성된 RL 회로에 정현파 Vg(t)=Vmcosωt를 인가할 때, KVL을 적용하면 L(di/dt)+Ri=...2025.11.18
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옴의 법칙 실험 결과보고서2025.11.181. 옴의 법칙 옴의 법칙은 전압(V), 전류(I), 저항(R)의 관계를 나타내는 기본 법칙으로 V=IR 또는 I=V/R의 식으로 표현된다. 본 실험에서는 전원과 저항만으로 구성된 직렬회로에서 전압값과 저항값을 변화시키며 회로에 흐르는 전류값을 측정하여 옴의 법칙을 관찰했다. 다양한 저항값(1kΩ, 3.3kΩ, 10kΩ, 1MΩ)에 대해 전압을 2V에서 10V까지 증가시키면서 전류를 측정한 결과, 전압이 증가하면 전류도 비례적으로 증가하고 저항이 증가하면 전류는 감소하는 옴의 법칙의 원리를 확인할 수 있었다. 2. 저항 측정 및 컬...2025.11.18
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저항의 병렬회로 실험 결과보고서2025.11.181. 병렬저항회로의 특성 병렬저항회로에서는 각 저항에 걸리는 전압이 동일해야 하는 이론적 특성을 가진다. 실험에서는 여러 저항값(100kΩ, 27kΩ, 10kΩ, 3.3kΩ 등)을 사용하여 병렬회로를 구성하고 각 저항 양단의 전압을 측정했다. 이론값과 측정값을 비교한 결과, 전압은 유사한 특징을 보였으나 저항의 오차율이나 측정기기의 오차로 인해 약간의 차이가 발생했다. 2. 합성저항 계산 및 측정 병렬회로의 합성저항은 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 공식으로 계산된다. 실험에서는 STEP 1에서 이론값 6.801kΩ,...2025.11.18
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중첩의 원리, 테브난 노튼 정리 실험 결과보고서2025.11.181. 중첩의 원리(Principle of Superposition) 중첩의 원리는 선형 회로에서 여러 전압원과 전류원이 있을 때, 각 전원이 독립적으로 작용할 때의 응답을 합산하면 모든 전원이 동시에 작용할 때의 응답과 같다는 원리입니다. 실험에서는 두 가지 회로 구성을 통해 각 저항에 흐르는 전류를 측정하여 I = I' + I''임을 증명했습니다. 실험 결과 예상값과 측정값이 대략적으로 일치하여 중첩의 원리가 성립함을 확인했습니다. 2. 테브난 정리(Thevenin's Theorem) 테브난 정리는 복잡한 선형 회로를 단순화하기 ...2025.11.18
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RC, RL 회로의 시정수 실험 결과보고서2025.11.181. 시정수(Time Constant) 시정수는 RC 및 RL 회로에서 출력이 최댓값의 1/e(약 36.8%)에 도달하는 시간을 의미한다. RC 회로에서는 τ = RC, RL 회로에서는 τ = L/R으로 계산된다. 실험 결과 커패시터 값이 커질수록 RC 회로의 시정수는 감소하고, 인덕터 값이 커질수록 RL 회로의 시정수는 증가하는 특성을 확인했다. 2. 고유응답(Natural Response)과 강제응답(Forced Response) 고유응답은 무전압 상태에서 회로의 자연적 응답을 의미하며, 강제응답은 직류전압 인가 시 나타나는 응...2025.11.18
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RLC 직렬회로의 과도특성 실험 결과보고서2025.11.181. RLC 직렬회로의 고유응답 특성 RLC 직렬회로에서 무전압 상태의 고유응답 특성을 분석하는 실험입니다. 감쇄 정도에 따라 과감쇄특성(D>0), 임계감쇄특성(D=0), 부족감쇄특성(D<0)으로 분류됩니다. 실험에서는 R=1kΩ, L=10mH, C=0.01μF 등 다양한 소자 조합을 사용하여 각 감쇄 특성을 관찰하고 이론값과 실험값을 비교 분석했습니다. 2. 감쇄 지수 및 공진주파수 계산 RLC 회로의 감쇄 특성을 판정하기 위해 판별식 D = (R/2L)² - 1/(LC)를 계산합니다. 이 값의 부호에 따라 회로의 응답 특성이 결...2025.11.18
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인덕턴스와 RL 회로 실험 결과보고서2025.11.181. 인덕턴스(Inductance) 측정 교류회로에서 사용되는 인덕턴스를 측정하는 방법을 다룬다. 실제 인덕터는 저항성분 R과 리액턴스 성분 ωL을 가지고 있으며, 저항성분은 직류전압을 이용하여 측정하고 리액턴스 성분은 교류전압을 인가하여 측정한다. 실험에서는 10mH 인덕터를 LCR 계측기로 측정하고, 다양한 전류값(30mA, 25mA, 20mA, 15mA, 10mA)에서 전압을 측정하여 인덕턴스 특성을 파악했다. 2. RL 직렬회로의 응답특성 1계 회로인 RL 회로에 교류신호를 인가했을 때 나타나는 응답특성 |H(jω)|와 위상...2025.11.18
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RLC 직렬회로 실험 결과보고서2025.11.181. RLC 직렬회로의 공진 특성 RLC 직렬회로에서 페이저 해석을 이용하여 전달함수를 구하고 진폭응답특성과 위상특성을 분석한다. 실험을 통해 공진주파수 17.2kHz를 측정했으며, 공진주파수에서 출력파형이 최대가 된다. 차단주파수는 공진주파수에 ±0.707배를 곱하여 구하며, 대역폭은 두 차단주파수 사이의 폭으로 약 4.8kHz였다. 이를 통해 RLC 회로의 주파수 선택 특성을 이해할 수 있다. 2. 주파수에 따른 위상차 변화 신호 발생기에서 ±3V 진폭, 1kHz 주파수의 정현파를 발생시켜 RLC 직렬회로에 인가했다. 주파수를 ...2025.11.18
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