[기초회로실험] 12주차 실험 51, 54장 예비보고서입니다.

목차

실험 51. 병렬 RLC회로의 임피던스

1. 실험 목적

2. 관련이론

3. 실험 준비물

4. 실험과정 Pspice로 구현

실험 54. 병렬공진회로의 특성

1. 실험 목적

2. 관련이론

3. 실험 준비물

4. 실험과정 Pspice로 구현

본문내용

예 비 보 고 서
실험 51. 병렬 RLC회로의 임피던스
실험 54. 병렬공진회로의 특성
실험 51. 병렬 RLC회로의 임피던스
1. 실험 목적
(1) R, L, C가 병렬 연결된 회로의 임피던스를 실험적으로 결정한다.
2. 관련이론
앞 실험에서 설명한 이론과 크게 틀린 것이 없다. 단지 C나 L이 하나 더 붙었을 뿐이다. 이나 의 특징은 똑같고, 이 보다 크다면 회로는 유도성이고, 그 반대면 용량성이다.
즉, 는 큰 값에서 작은 값을 뺀 것이라 할 수 있다.
그러므로 총 전류는 다음과 같이 구할 수 있다.
위상차 역시
임피던스 역시
◈ RL과 RC를 병렬 연결한 경우
RL구간과 RC구간에 대해 임피던스, 전류, 위상각을 구할 수 있다.
RC구간
RL구간 역시
총전류는 각 구간의 전류의 페이저합이다.
역시 더해서 음수면, 유도성, 양수면 회로는 용량성이 된다.
3. 실험 준비물
기기
■ 함수발생기
■ 오실로스코프
저항
■ 2k , 1/2-W 5% 1개
■ 10 , 1/2-W 5% 1개
캐패시터
■ 0.022uF 1개
인덕터
■ 100mH 코일
기타
■ SPST 스위치 3개
4. 실험과정 Pspice로 구현
인덕터 전류=1.59mA
13.8mA
= 14.6mA
5.23mA
13.15mA
실험 54. 병렬공진회로의 특성
1. 실험 목적
(1) 병렬 RLC회로의 공진주파수를 실험적으로 결정한다.
(2) 병렬 RLC회로의 공진주파수에서 임피던스 및 전류를 측정한다.
(3) 병렬 RLC회로의 임피던스와 주파수의 관계를 조사한다.
2. 관련이론
◈ 높은 Q회로의 공진주파수
병렬 RLC회로에서 XL=XC일 때 주파수에서 높은 Q값을 갖는 병렬 회로는 공진되며 이는 직렬회로의 조건과 유사하다. 병렬회로에서는 또 다른 공진조건이 있는데 임피던스가 최대인 주파수에서 공진된다. 또한 병렬회로에서 임피던스의 전력요소 PF가 1일때 공진된다. 위 세 조건이 전부 공진주파수가 된다.
Q가 10보다 큰 회로에서 위의 세 조건은 동일한 주파수에서 발생한다.
=
◈ 총전류
병렬 RLC회로에서 인덕터의 내부저항 이 매우 작다면 공진시 캐패시터의 리액턴스 는 인덕터의 리액턴스 과 거의 유사하다. 그러므로 각 소자에 흐르는 전류는 거의 동일하며 180도의 위상차가 생겨 전류의 페이저합인 총 전류 는 매우 작다. 병렬 회로의 임피던스는 이므로 임피던스는 매우 크다. 총 전류는 작을지라도 병렬 LC회로에 흐르고 있는 전류는 공진시 매우 크다.
◈ 주파수응답
보다 큰 주파수 에서 는 보다 작으므로 캐패시터에 더 많은 전류가 흐르며 회로는 용량성이 된다. 보다 작은 주파수 에서 회로는 유도성이 된다. 공진시 총전류는 최소이며 과 는 동일하다. 또한 는 과 보다 작다.
◈ 임피던스
병렬공진회로의 임피던스 대 주파수의 그래프는 직렬공진회로의 경우와 유사함을 알 수 있고, 회로의 임피던스는 공진시 최대이다.
병렬 LC회로에서 공진주파수 은 주파수를 변화시킬 수 있는 전원을 사용하면 실험적으로 결정할 수 있다. 저항에 걸린 전압 을 측정하면 옴의 법칙에 의하여 총전류를 구할 수 있다.
전원의 출력은 일정하게 유지하고 주파수만 변화시켜 최소 VR을 결정하면 이때 전류 IT도 최소이다. 이 점의 주파수가 공진주파수이다.
병렬 LC회로 양단에 걸린 전압 를 측정하여 와 위 식에 대입하면 임피던스 를 구할 수 있다.
=
는 회로의 Q에 직접 비례한다. LC회로와 병렬로 저항을 연결시키면 는 감소한다. 이와 같은 효과는 병렬연결하는 저항의 값이 작을수록 커진다.
3. 실험 준비물
기기
■함수발생기
■오실로스코프
저항
■33Ω 2개
■10kΩ 1개
캐패시터
■0.022μF 1개
인덕터
■10mH 1개
4. 실험과정 Pspice로 구현
빨간색= 녹색=
빨간색= 녹색=

키워드

병렬RLC회로,   병렬RLC회로 임피던스,   병렬공진회로,   병렬공진회로 특성