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홍익대학교 실험2 테브닌의 정리 예비보고서

예비보고서제목 : 테브닌의 정리1. 목적복합회로를 단일 전원과 저항으로 간단히 하여 해석하는 방법인 테브닌 정리의 기법을 이해한다.2. 관련이론2.1 테브닌의 정리테브닌의 정리(Thevenin's theorem)는 두개의 단자를 지닌 전압원, 전류원, 저항의 어떠한 조합이라도 하나의 전압원 V와 하나의 직렬저항 R로 변환하여 전기적 등가를 설명하는 이론이다. AC 시스템에서 테브닌의 정리는 단순히 저항이 아닌, 일반적인 임피던스로 적용할 수 있다.테브닌의 정리는 전압원과 저항의 회로가 테브닌 등가로 변환할 수 있음을 설명하였으며, 이것은 회로 분석에서 단순화 기술로 사용된다. 테브닌 등가는 (저항을 나타내는 내부 임피던스와 전원을 나타내는 기전력을 지닌) 전원장치나 배터리에 좋은 모델로 사용될 수 있다. 회로는 이상적인 전압원과 이상적인 저항의 직렬연결로 구성된다.그림 1그림 1은 테브닌의 정리를 이용한 간단한 등가회로의 변환을 보여주는 그림이다. 왼쪽의 단순화된 일반회로가 있다. 테브닌 정리를 이용하여 단순화하기 위한 회로 부분은 Linear two-terminal circuit으로 표현하였고, 나머지 부분을 Load로 표시하였다. 단순화하기 위한 회로부분은 그림 1의 오른쪽처럼 하나의 등가 저항과 전압원의 직렬연결로 단순화되었다.2.2 테브닌 등가 회로의 계산등가회로를 계산하기 위해서는 다음과 같은 과정이 필요하다. 먼저 테브닌 등가회로에서 저항R _{th}을 구하기 위해서는 회로에 존재하는 independent source를 turn off한다. 그리고 부하단자 사이의 등가저항을 구한다. independent source를 제거할 때, voltage source는 short 상태로 바꾸고 current source는 open시킨다.테브닌 등가회로에서의 하나의 전압원V _{th}을 구하는 방법은 다음과 같다. 위의 그림 1에서 node a에 걸리는 전압이 바로V _{th}이다. 즉, 테브닌 등가전압은 원본회로의 출력단자에 걸리는 전압이다.3. 이론값3.1 테브닌의 등가회로그림 23.1.1 각 회로에서 a, b 단자 사이 전압E _{ba}를 측정하여라.E _{ba} =2.341`VE _{ba} =0`V3.1.2 전류계가 단자 a-b 사이에 접속되어졌을 때 각 회로에 흐르는 전류를 측정하여라.

공학/기술| 2021.03.04| 2페이지| 1,000원| 조회(138)

홍익대학교, 전자전기, 실험2, 테브닌의 정리

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홍익대학교 실험2 직병렬회로 결과보고서

제목 : 직병렬회로1. 직병렬회로 해석1.3 회로 내의 점 a에 직렬로 전류계를 접속하고 아래의 순서에 의하여 회로가 변경되어질 때 마다 전류계의 지시값을 기록하여라.6.47mA1.4 직렬저항R _{3}와R _{4}를 제거하고 이들의 합성 저항값과 동일한 하나의 저항으로 대치하여라. 이 저항값과 전류계의 지시값을 기록하여라.3.9 ㏀, 6.56 ㎃1.5 회로를R _{3}와R _{4}의 합성 저항값을R _{eq-1}으로 표시하여 다시 그려라.그림 11.6 저항R _{2}와R _{eq-1}의 병렬합성 저항값과 동일한 하나의 저항으로 대치하고 이때 이 저항값과 전류계의 지시값을 기록하여라.3.3 ㏀, 6.54 ㎃1.7 저항R _{2}와R _{eq-1}의 합성 저항값을R _{eq-2}로 표시하여 회로를 다시 그려라.그림 21.8 바로 위에서 다시 그려진 등가회로의 저항값을 하나의 저항R _{eq}로 대치하고 이 저항값과 전류의 지시값을 기록하여라.4.7 ㏀, 6.51 ㎃1.9 회로의 저항들을 등가 저항으로 감소시켜갈 때 전류계의 지시값은 변화되는가? 그 이유는?변하지 않는다. 왜냐하면 등가 저항으로 감소시켜도 회로의 전체 저항값이 일정하게 유지되기 때문이다.1.10 최종적으로 전원과R _{eq}로 표시된 등가회로를 그려라. (따로 그려뒀습니다)1.11 다음 회로를 구성하고 점 a-b 사이의 저항값을 측정하여라.그림 313.368 ㏀1.12 위의 회로의 등가회로를 그려서 점 a-b 사이의 저항값을 계산하여라.그림 4 그림 5 최종 등가 회로R _{ab} =10k+(6.8k+2.2k DLINE 4.7k) DLINE 5.6k=13.3436KΩ2. 직병렬회로에서의 노드2.1 3개의 노드(a, b, c)를 갖는 다음 회로에서 각각의 노드에 유입되는 전류값과 유출되는 전류값을 계산하여라.그림 6점 a에 유입되는 전류는 1㏀에 걸리는 전류와 같다. 그러므로I _{1㏀} = {30} over {R _{eq}} =5.468`㎃점 b에 유입되는 전류는 다음과 같이 구한다. 6.8k∥10k∥(2.7k+5.6k∥4.7k)에 걸리는 전압을V _{2}라 하면I _{b유입} = {V _{2}} over {2.7k+R _{4.7k DLINE 5.6k}} =2.379`㎃점 c에 유입되는 전류는 직렬연결이므로 점 a에 유입되는 전류와 같다. 점 a에 유출되는 전류는 키르히호프의 전류 법칙에 따라 점 a에 유입되는 전류와 같다. 점 b에서 유출되는 전류 중 4.7㏀으로 유출되는 전류를 살펴보면,I _{4.7k유출} =I _{b유입} TIMES {5.6k} over {4.7k+5.6k} =1.294`㎃점 b에서 유출되는 전류 중 5.6㏀으로 유출되는 전류를 살펴보면 다음과 같다.I _{5.6k유출} =I _{b유입} TIMES {4.7k} over {4.7k+5.6k} =1.086`㎃점 c에서 유출되는 전류 중 6.8k로 유출되는 전류를 살펴보면 다음과 같다.I _{6.8k유출} =I _{c유입} TIMES {R _{10k DLINE (2.7k+5.6k DLINE 4.7k)}} over {6.8k+R _{10k DLINE (2.7k+5.6k DLINE 4.7k)}} =1.839`㎃점 c에서 유출되는 전류 중 10k로 유출되는 전류를 살펴보면 다음과 같다.I _{10k유출} =I _{c유입} TIMES {R _{6.8k DLINE (2.7k+5.6k DLINE 4.7k)}} over {10k+R _{6.8k DLINE (2.7k+5.6k DLINE 4.7k)}} =1.250`㎃점 c에서 유출되는 전류 중 (2.7k+5.6k∥4.7k)로 유출되는 전류를 살펴보면 다음과 같다.I _{(2.7k+5.6k DLINE 4.7k)유출} =I _{c유입} TIMES {R _{10k DLINE 6.8k}} over {5.3k+R _{10k DLINE 6.8k}} =2.379`㎃````````[ BECAUSE (2.7k+5.6k DLINE 4.7k)=5.3k]2.2 각 노드로 유입되는 전류와 유출되는 전류를 측정하여라. 계산값과 측정값 사이의 오차를 구하여라.표 1 (단위:㎃)유입 전류유출 전류점 a점 b점 c점 a점 b점 c계산값5.4682.3795.4685.4681.0861.2941.8391.2502.379측정값5.332.215.135.311.001.131.801.122.22오차[%]2.527.106.182.897.9212.672.1210.46.684. 고찰직병렬회로를 등가회로로 바꾸어 저항을 측정할 때 오차가 존재했다. 계산상으로는 1.33㏀이 나오는데 직접 측정했을 때는 1.45㏀이 나왔다. 꾀 오차가 컸다. 불균등눈금을 사용하는 멀티미터에서 영점 조절을 정확히 하지 않아서 오차가 났을 수 있다. 실제적으로 멀티미터에서 1.33과 1.45는 그리 간격이 멀지 않다.

공학/기술| 2021.03.04| 5페이지| 2,000원| 조회(149)

홍익대학교, 전자전기, 직병렬회로, 실험2

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홍익대학교 실험2 병렬회로 결과보고서

결과보고서제목 : 병렬회로1. 키르히호프의 전류 법칙1.1 전원 전압을 10V로 하고 3개의 저항을 사용하여 다음 회로를 결선하고I _{r},I _{1},I _{2},I _{3}를 계산하여라.그림 1회로의 전체 저항을R _{eq}라 하면R _{eq} = {1} over {{1} over {3300} + {1} over {4700} + {1} over {6800}} =1508.6`ΩI _{r} = {10} over {R _{eq}} =6.62855`㎃세 개의 저항에 걸리는 전압은 10V로 일정하므로I _{1} = {10} over {3300} =3.03030`㎃I _{2} = {10} over {4700} =2.12766`㎃I _{3} = {10} over {6800} =1.47059`㎃I _{r} = 6.62855 ㎃I _{1} = 3.03030 ㎃I _{2} = 2.12766 ㎃I _{3} = 1.47059 ㎃1.2 전류계를 접속하여I _{r},I _{1},I _{2},I _{3}를 측정하여라.I _{r} = 6.67 ㎃I _{1} = 3.0 ㎃I _{2} = 2.1 ㎃I _{3} = 1.47 ㎃1.3 노드 a에서 측정 전류값으로 키르히호프의 전류 법칙이 성립되는가를 보여라.I _{r} =I _{1} +I _{2} +I _{3}I _{r} =6.67`㎃#I _{1} +I _{2} +I _{3} =3.0+2.1+1.47=6.57`㎃㎃라는 아주 미세한 크기와 측정오차를 고려한다면I _{r} =I _{1} +I _{2} +I _{3}이 성립하는 것을 알 수 있다.1.4 1.1에서 계산된I_{ r}값과 1.2에서 측정된I_{ r}값으로I_{ r}의 오차를 계산하여라.{LEFT | 이론값-측정값 RIGHT |} over {이론값} TIMES 100=오차[%]0.625325297%2. 고찰물리 시간, 전공 시간에 배웠던 키르히호프 법칙이 성립하는 걸 직접 실험으로 하니 신기했다. 그리고 직접 계산한 값과 측정한 값이 서로 아주 미세한 차이만 있을 뿐 거의 같다는 것을 확인하니 신기했다.그래도 약간의 오차가 있었는데 거기에는 여러 가지 이유가 있을 것이다. 먼저 저항에 오차가 있었을 수 있다. 앞서 했던 실험에서 저항은 주위온도 등 여러 가지 이유에 따라서 오차가 발생할 수 있다는 사실을 배웠다. 더욱 정밀한 저항을 사용했다면 오차는 줄어들었을 것이다.

공학/기술| 2021.03.04| 2페이지| 2,000원| 조회(99)

홍익대학교, 전자전기, 병렬회로, 실험2

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홍익대학교 실험2 병렬회로 예비보고서

예비보고서제목 : 병렬회로1. 목적병렬회로 해석의 기본이 되는 전압, 전류 및 콘덕턴스의 법칙을 이해시키고 키르히호프의 전류 법칙을 활용하는 방법을 배운다.2. 관련이론병렬회로는 2개 이상의 전류 통로를 형성시키기 위하여 전기적인 기기 등에 접속되어지는 회로이며 다음과 같은 3가지 법칙들이 성립된다.2.1 병렬회로의 전기적 특성2.2.1 전압법칙E _{r`} =E _{1} =E _{2} =` CDOTS `=E _{n}병렬로 연결된 부하에 걸리는 전압은 모두 같다.2.2.2 전류법칙I _{r} =I _{1} +I _{2} +I _{3} +` CDOTS `+I _{n}병렬로 연결된 부하에 걸리는 전류의 모든 합은 전전류가 된다. 그리고 전류는 부하의 임피던스에 반비례하여 들어간다.2.2.3 콘덕턴스 법칙G _{r} =G _{1} =G _{2} =G _{3} =` CDOTS `=G _{n} = {1} over {R _{n}}#{1} over {R _{r}} = {1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + {1} over {R _{3}} +` CDOTS `+ {1} over {R _{n}}2.2 키르히호프의 전류 법칙그림 1 노드1849년에 발표되었으며 전자기학 분야에서 정상전류에 대한 옴의 법칙을 일반화하였다. 임의의 복잡한 회로를 흐르는 전류를 구할 때 사용되며, 전류에 관한 제 1법칙과 전압에 관한 제 2법칙이 있다. 그 중 제 1법칙이 전류법칙이다. 회로 내의 어느 점을 취해도 그곳에 흘러들어오거나(+) 흘러나가는(-) 전류를 음양의 부호를 붙여 구별하면, 들어오고 나가는 전류의 총계는 0이 된다. 즉, 전류가 흐르는 길에서 들어오는 전류와 나가는 전류의 합이 같다. 제1법칙은 전하가 노드에서 저절로 생기거나 없어지지 않는다는 전하보존법칙에 근거를 둔다.그림 2 그림 3일반적으로 전류의 흐름은 위의 그림과 같이 화살표로 나타내며 실제로 전류가 흐르는 방향은 전원의 양극(+)에서 음극(-)으로 흐르게 되므로 위의 오른쪽 그림에서 나타내어진 바와 같이 화살표의 머리는 음극(-)축으로 향하게 표시된다.

공학/기술| 2021.03.04| 2페이지| 1,000원| 조회(125)

홍익대학교, 전자전기, 병렬회로, 실험2

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홍익대학교 실험2 최대 전력전달 결과보고서

결과보고서제목 : 최대 전력전달1. 최대 전력의 전달1.1 아래 회로를 결선하여 단자 a-b 사이에 다음의 부하저항이 접속되어질 때 전압E _{ba}를 측정하여 아래 표에 기입하고 각 부하저항에서 소모되어지는 전력을 계산하여라.그림 1표 1 (단위:㎷,㎼)R _{L}1㏀3.3㏀6.8㏀10㏀12㏀15㏀27㏀39㏀E _{ba}48.25133.48219.21270.1291.5321.3392.4427.6P _{L}2.3285.3997.0677.2957.0816.8825.7034.6881.2 위의 표에서 작성된 테이터로R _{L}에 대한P _{L}의 관계를 그래프 용지에 그리시오.그림 2 x축 (단위:Ω), y축 (단위:W)1.3 그래프를 이용하여 최대전력이 전달될 때의 부하저항 값을 결정하라.그래프에 따르면 저항이 10㏀일 때 최대전력 7.295㎼를 갖는 것을 확인할 수 있다. 또한 7.295㎼을 중심으로 전력이 최대로 높아졌다가 다시 낮아지는 것을 볼 수 있다.1.4 테브닌 정리를 이용하여 처음 회로에 대한 테브닌 등가회로를 실험적으로 결정하여라.E _{th} =538.6`㎷,R _{th} =10.08`㏀1.5 1.4에서 결정된R _{th}와 1.3에서 결정된R _{th}값을 비교하여 오차를 계산하여라.오차= {LEFT | 10.08-10 RIGHT |} over {10} TIMES 100=0.8%2. 정합 T회로망 설계2.1 그림 4를 사용하여 전원으로부터 흘러나오는 전류를 계산하고 이 전류의 크기와 방향을 그림 3에 표시하여라.그림 3 그림 4I= {15} over {1.2k+1.2k} =6.25`㎃2.2 부하에 흐르는 전류의 양을 결정하여라. 이 T 회로망이 10:1 감쇄기 이므로 출력전압E _{ed}는 전원전압의 1/10이 된다.10:1 감쇄기 이므로 출력전압E _{ed} =1.5V이다.2.3 그림 3에서 저항R _{2}에 흐르는 전류를 결정하여라. 이 전류값을 회로에 그려라.부하저항에 1.5V의 전압이 걸리기 때문에 부하저항에 흐르는 전류는 1.25㎃이다.R _{2}와 부하저항은 직렬이므로 같은 전류가 흐른다.2.5 대칭 T 회로망이므로R _{1} =R _{2}이다. 회로의 루우프 방정식을 세우고R _{1}에 대하여 풀어라.E _{ba} +E _{cb} +E _{dc} +E _{ed} -E _{ae} =0 그림 3의 두 루우프 중에 왼쪽 루우프에 반시계 방향으로 흐르는 전류를i _{1} =6.25`㎃이라 하자. 오른쪽 루우프에 반시계 방향으로 흐르는 전류는i _{2} =1.25`㎃이다.주어진 식대로 식을 세우면1200i _{1} +R _{1} i _{1} +R _{2} i _{2} +1200i _{2} -15=0R _{1} =R _{2}이고,i _{1} =6.25`㎃,i _{2} =1.25`㎃이므로1200i _{1} +R _{1} i _{1} +R _{1} i _{2} +1200i _{2} -15=0R _{1}에 대하여 정리하면R _{1} =800`Ω2.6R _{3}에 대하여 풀어라.그림 3의 두 루우프 중에 왼쪽 루우프에 반시계 방향으로 흐르는 전류를i _{1} =6.25`㎃이라 하자. 오른쪽 루우프에 반시계 방향으로 흐르는 전류는i _{2} =1.25`㎃이다.두 루우프에 대해서 식을 세우면R _{3} (i _{1} -i _{2} )+R _{1} i _{1} +1.2ki _{1} =15(R _{2} +1.2k)i _{2} +R _{3} (i _{2} -i _{1} )=0R _{1} =R _{2}이고,i _{1} =6.25`㎃,i _{2} =1.25`㎃이므로0.005R _{3} +0.00625R _{1} =7.50.00125R _{1} -0.005R _{3} =-1.5두 식을 연립하여 풀면R _{3} =500`Ω2.7 그림 3의 회로를 결선하고 계산된 저항값을 사용하고 회로 설계가 요구 조건에 맞는지 측정에 의하여 판단해 보아라. 즉R _{th}는 1.2㏀이 되며 (단자 d-e에서 보았을 때)부하 양단 전압은 1.5가 되어야 한다.R _{th} =1.272`㏀,E _{L} =1.511`V3. 고찰최대전력전달에 대해서 실험하였다. 측정값을 토대로 그래프를 그렸을 때 부하저항이 10㏀일 때 부하저항에 걸리는 전력이 최대라는 것을 알게 되었다. 부하저항에 걸리는 전력이 최대일 때의 저항을 수식으로 계산해보니 부하저항은 10.103㏀으로 거의 10㏀라는 것을 알 수 있다. 그리고 10.103㏀은 회로를 테브닌 등가회로로 바꾸었을 때의 등가회로의 저항과 같다.

공학/기술| 2021.03.04| 3페이지| 2,000원| 조회(209)

홍익대학교, 전자전기, 실험2, 최대 전력전달

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