[일반물리실험2] A+ RLC로 이루어진 교류회로에서의 임피던스 (결과레포트)

소개

"[일반물리실험2] A+ RLC로 이루어진 교류회로에서의 임피던스 (결과레포트)"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 데이터 정리
3. 결과 분석
4. 질문
5. 토의 (실험 검토 및 오차 분석)

본문내용

<그림 1>은 간단한 교류 발전기이다. t는 시간, ω는 2πf로 각 진동수, ϕ를 초기 위상 값이라 하자. 외부 자기장 □(→┬B )안에서 전류고리가 회전하면, 고리 안에 주기적으로 진동하는 기전력 Ε, Ε=Ε_m sinωt 가 유도된다. 기전력의 각 진동수 ω는 자기장 안에서 회전하는 고리의 각속도와 같고, 기전력의 위상은 ωt이며 진폭은 Ε_m이다. 회전하는 고리가 닫힌 회로를 이루면, 같은 진동수 ω로 주기적으로 변하는 교류가 만들어지는데, 이를 강제 각진동수라 하며 이 때 전류 i는 i=Isin(ωt-ϕ)(전류의 위상 ωt-ϕ는 관습적으로 ωt+ϕ 대신 음의 부호를 씀)이며 I는 강제전류의 진폭이다.

<그림 2>
<그림 2>는 RLC 직렬회로에 교류 기전력장치인 저항, 축전기, 유도기를 포함하는 회로이다. 이제 외부 기전력과 R, L, C 중의 한 요소만을 가지고 있는 간단한 회로를 통해 반응저항을 구하자.

<그림 3>
<그림 3>은 저항이 교류발전기에 연결되어 있는 모습이다. 고리 규칙과 교류 발전기에서 유도되는 기전력 식에 따라 v_R=Ε_m sinωt이다. 저항에 걸려 있는 교류 퍼텐셜차의 진폭 V_R은 〖v_R=V〗_R sinωt 관계를 만족한다. 따라서 저항의 전류 i_R는 i_R=v_R/R=(V_R sinωt)/R, i_R=I_R sin(ωt-ϕ)이고, 순수한 저항형 회로에서 위상상수 ϕ=0^°이다. 따라서 퍼텐셜과 전류의 진폭은 V_R=I_R R 다음의 관계를 갖는다.

참고자료

· 데이비드 할리데이, 일반물리학 2, 텍스트북스, 11판, 2021년, 283~296p
· 일반물리학실험2 7주차 매뉴얼, 서강대학교 물리학과