기초회로 이론 결과 보고서실험 18 : RC 및 RL회로의 AC 정상상태 응답□ 실험결과1. 의 회로를 구성하고 함수 발생기로부터 발생된 진폭이 5v이고 주파수가 16khz인 정현파 신호 vg(t)를 회로에 인가한다. vg(t)와 R양단에 걸리는 전압 VR(t)파형을 오실로스코프를 사용하여 측정하고 그 파형을 그려라. 두 측정 파형으로부터 진폭 감소량과 위상차를 구한 다음, 이들로부터 실험에 사용된 커패시터 값을 계산하여 실제 값과 같은가 비교 분석하라.CH1 : 7.44V / CH2 : 10.24V위상차 : 7us2. 커패시터 값을 0.047[uF]로 하고 Vr(t)를 측정하라.CH1 : 10.40V / CH2 : 10.80V위상차 : 3us3. 주파수가 32[kHz]로 하고 VR(t)를 측정하라.CH1 : 9.80V / CH2 : 10.60V위상차 : 2.8us4. 의 회로를 구성하고 함수 발생기로부터 발생된 진폭이 5v이고 주파수가 16khz인 정현파 신호 vg(t)를 회로에 인가한다. vg(t)와 vr(t)파형을 오실로스코프를 사용하여 측정하고 그 파형을 그려라. 두 측정파형으로부터 진폭 감소량과 위상 차를 구한 다음, 이들로부터 실험에 사용된 인덕터 값을 계산하여 실제 값과 같은가 비교 분석하라.CH1 : 7.80V / CH2 : 10.60V위상차 : 8us5. 인덕터 값이 20mH로 하고 vR(t)를 측정하라.CH1 : 4.40V / CH2 : 10.32V위상차 : 12us6. 주파수를 32kHz로 하고 vR(t)을 측정하라.CH1 : 4.88V / CH2 : 10.32V위상차 : 5.6us□ 설계 및 고찰1. 수동소자만을 이용하여도 전압 이득을 얻을 수 있다. 의 회로와 같이 구성하여 입력 전원의 주파수가 2[KHz]일 때 5의 이득을 얻을 수 있는 회로를 구성하려한다. 여기에 필요한 커패시턴스와 인덕턴스를 구하라. 또 입력 주파수가 바뀌었을 때 회로에 미치는 영향을 설명하라.* 커패시터와 인덕터가 직렬로 연결되어 있기 때문에 발생되는 위상차가 서로 상쇄되어 저항에서는 입력전원의 진폭을 그대로 얻는다. 따라서 입력전압이 5v 일 때 출력전압이 5v의 이득을 얻는 구조이다.앞에서 이론을 참고하면 커패시터의 진폭은{R} over {sqrt {R ^{2} + {1} over {( omega C) ^{2}}}}와 관련 있고 위상은 tan ^{-1} {1} over {omega RC}과 관련있다. 그리고 인덕터의 경우에는 진폭은 {R} over {sqrt {R ^{2} +( omega L) ^{2}}} 위상은tan ^{-1} omega L와 관련 있다.여기서 원하는 것은 입력 전압과 출력 전압이 같은 이득을 얻는 회로를 구성하는 것이므로 진폭과 관련이 잇다고 보면 된다.위의 수식을 전개를 해보면{R} over {sqrt {R ^{2} + {1} over {( omega C) ^{2}}}} =1이 되어야 하고 R= sqrt {R ^{2} + {1} over {( omega C) ^{2}}} 이므로 sqrt {{1} over {( omega C) ^{2}}}은 0이 되야 된다. 따라서 커패시터의 값이 무한대가 되야 0이되고, 인덕터의 경우에는{R} over {sqrt {R ^{2} +( omega L) ^{2}}} =1에서 R= sqrt {R ^{2} +( omega L) ^{2}}이므로 sqrt {( omega L) ^{2}}값이 0이 된다고 하면, 인덕터의 값은 0이되어야 한다. 즉 입력 주파수가 커지면 커패시터와 인덕터의 값에 따라서 전압 이득이 결정된다.□ 비교 분석 및 고찰* 이번 실험은 RC, RL회로의 직렬 연결에서 커패시터와 인덕터의 변화와 주파수의 변화에 따라 진폭감소량과 위상차를 알아내는 실험이었다. 이번 실험은 1,2,3이 한 세트이고, 4,5,6이 한 세트인 실험이었다.
실험18 결과보고서: RC 및 RL 회로의 AC 정상상태 응답
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