기초실험예비-저항 회로 및 중첩의 원리

목차

1. 실험일자

2. 실험제목

3. 실험목적

4. 실험준비물

5. 실험절차

6. 기본지식 및 관련이론

본문내용

1. 실험일자 : 1997년 10월 27일 6～9교시
2. 실험제목 : 실험 #6 저항 회로 및 중첩의 원리
3. 실험목적 : 중첩의 원리를 이해하고 실험을 통해 결과를 고찰한다.
브리지 회로를 구성하여 보고, 각 저항간의 관계를 살펴본다.
4. 실험준비물 : power supply, 저항(0.1, 0.5, 1, 2, 3, 10㏀), 멀티미터,
가변저항, 함수발생기
5. 실험절차
1. 아래와 같은 회로를 구성하고, 회로에 표시된 전압과 전류값을 측정하고, 이론치와 비교한다.
측 정 치
이론치
오 차
1
2
3
4
5
평 균
V1
5.185
V2
0.741
V3
0.001
V4
0.741
V5
0.001
I1
4.851
I2
2.593
I3
2.222
I4
1.482
I5
0.740
2. 아래와 같은 회로를 구성하고, 회로에 표시된 전압과 전류의 값을 측정하고, 이론치와 비교한다.
측 정 치
이론치
오 차
1
2
3
4
5
평 균
V1
V2
V3
V4
V5
I1
I2
I3
I4
I5
3. 아래와 같은 회로를 구성하고, 회로에 표시된 전압과 전류의 값을 측정하고, 이론치와 비교한다. 실험절차 1과 2에서 구한 결과와 비교하여 중첩의 원리를 확인한다.
측 정 치
이론치
오 차
1
2
3
4
5
평 균
V1
V2
V3
V4
V5
I1
I2
I3
I4
I5
4. 아래와 같은 회로를 구성하고, 오실로스코프를 사용하여 회로에 표시된 전압과 전류의 값을 측정하고, 이론치와 비교한다.
측 정 치
이론치
오 차
1
2
3
4
5
평 균
V1
V2
V3
V4
V5
I1
I2
I3
I4
I5
5. 아래와 같은 회로를 구성하고, 오실로스코프를 사용하여 회로에 표시된 전압과 전류의 값을 측정하고, 이론치와 비교한다.
측 정 치
이론치
오 차
1
2
3
4
5
평 균
V1
V2
V3
V4
V5
I1
I2
I3
I4
I5
6. 아래와 같은 회로를 구성하고, 오실로스코프를 사용하여 회로에 표시된 전압과 전류의 값을 측정하고, 이론치와 비교하라. 실험절차 4와 5에서 구한 결과와 비교하여 중첩의 원리를 확인한다.
측 정 치
이론치
오 차
1
2
3
4
5
평 균
V1
V2
V3
V4
V5
I1
I2
I3
I4
I5
7. 주어진 가변저항의 최대 및 최소 저항치를 측정한다.
8. 주어진 가변저항을 이용하여, 저항값 대 turn 수를 plot 하고 그 관계가 선형적인지 확인한다.
9. 아래와 같은 브리지회로(bridge circuit)를 구성한다. 그림에 표시된 전류계가 0A를 나타내도록 가변저항을 조절하고, 이때의 R1, R2, R3, R4의 저항값들을 기록한다. 그림에 표시된 전류 I가 0이기위한 R1, R2, R3, R4 사이의 관계식을 구하고, 실제로 이 관계식이 성립하는지 확인한다.
측 정 치
1
2
3
4
5
평 균
R1
R2
R3
R4
▲ 전류 I가 0이기위한 R1, R2, R3, R4 사이의 관계식
10. 아래와 같은 브리지회로를 구성하고, 그림에 표시된 전압 V4가 V2와 같게 되도록 가변저항을 조절하고 이때의 R1, R2, R3, R4의 저항값들을 기록한다. 전압 V4가 V2와 같기 위한 R1, R2, R3, R4 사이의 관계식을 구하고, 실제로 이 관계식이 성립하는지 확인한다.
측 정 치
1
2
3
4
5
평 균
R1
R2
R3
R4
▲ V2 = V4이기 위한 R1, R2, R3, R4 사이의 관계식
6. 기본지식 및 관련이론
▲ 중첩의 원리
중첩의 원리란 다수의 독립전원을 포함하는 초기조건이 0인 선형회로망에서 회로내의 임의의 점의 전류 또는 그 두 점간의 전압은 개개의 전원이 개별적으로 작용할 때에 그 점을 흐르는 전류 또는 그 두점간의 전압을 합한 것과 같다는 이론이다. 여기서 전원은 임의의 시간함수라도 무방하며, 이것들을 개별적으로 작용시킨다 하는 것은 다른 전원들은 죽인다는 것(전압전원은 단락하여 그 전압을 0으로 하고, 전류전원은 개방하여 그 전류를 0로 하는 것)을 의미한다.
예를들어, 초기조건=0 인 R-L 직렬회로에서 전압전원 e(t)가 인가될 때의 전류를 i(t)라 하면,
e = e1일 때의 전류를 i1, e = e2일 때의 전류를 i2라 하면,
이 두식을 합하면,
이상의 식으로 중첩의 원리를 증명할 수 있다.
그러나 주의할 것은 응답이 전원합수에 비례하지 않을때에는 중첩의 원리를 적용할 수 없고, 전력은 전류나 전압의 제곱에 비례하므로 전력계산에도 중첩의 원리를 적용할 수 없다. 또한 종속전원을 포함한 회로에 중첩의 원리를 적용할 때에는 종속전원은 그대로 두고 독립전원만 개별적으로 인가할 때의 응답을 합한다.
▲ 브리지회로의 평형
R, L, C 또는 주파수 등의 측정에 널리 사용되는 브리지회로는 아래와 같은 구조를 가지고 있다.
많은 경우 A를 흐르는 전류가 0가 되도록 R4를 조정한다. A에 전류가 흐르지 않은 상태가 되었을 때 브리지는 평형되었다고 한다. 평형상태가 얻어졌을 때에는 A양단의 전위차는 0가 되고, 다음과 같은 관계식이 성립한다.
참고문헌
신회로이론 : 박송배 저 : 문운당
일반전자공학실험 : 김태중 저 : 상학당

키워드

저항,   중첩의원리,   저항회로