(결과) 계측기

소개글

(결과) 계측기에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목차 없음...

본문내용

은 전류의 흐름을 방해하고 전력을 소비하지만, 교류 회로에서의 코일은 전압과 전류의 방향이 같은 방향이면 전원에서 공급하는 전기 에너지를 코일의 자기장 에너지로 바꾸며, 이것은 전압과 전류가 다른 방향이 되면 그 에너지를 돌려 주므로 코일에서의 전력 소모는 0이다.
아래 그림은 코일이 있는 교류 회로의 전류와 전압의 관계를 보여주고 있다.
코일만 있는 회로에서는 전류의 위상이 전압의 위상보다 π/2만큼 늦다.
(2)축전기만 있는 회로
아래 회로와 같이 교류 전원이 축전기와 연결이 되어 있으면 전류의 방향이 주기적으로 변하므로 축전기의 두 극판에서는 충전과 방전이 주기적으로 되풀이되어 전류가 흐르는 효과를 얻을 수 있다.
축전기에 전하가 충전이 되기 시작하면 축전기에 모인 전하에는 역기전력과 같이 작용하여 전류가 흐르는 것을 방해한다. 그림에 있는 축전기의 전기 용량이 C라고 하면, 축전기에 충전되는 전하량 Q는 다음과 같다.
이 회로에 흐르는 전류는 전하의 시간적 변화율이므로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
전압과 전류의 실효값을 V, I 이라고 한다면
가 된다.
위 식에서 Cw의 역수를 용량 리액턴스라고 하며
용량 리액턴스 역시 직류 회로에서의 전기 저항과 같은 역할을 하게 된다.
용량 리액턴스의 단위 역시 옴이다.
아래 그림은 축전기만 있는 교류 회로에서의 전압과 전류의 위상을 나타내고 있다.
축전기만 있는 경우에 전류의 위상이 전압의 위상보다 π/2 만큼 빠르다.
3.결과
표 14.1 인덕턴스의 측정 (R=10Ω)
f
L
Vr
I=Vr/R
VL
XL=VL/I
L=XL/2πf
2000Hz
1mH
0.564
0.0564
1.6
28.37
2.2576mH
2000Hz
10mH
0.333
0.0333
4
70.92
5.6436mH
4000Hz
1mH
0.542
0.0542
1.9
35.06
1.3949mH
4000Hz
10mH
0.198
0.0198
4.56
230.30
9.1633mH
표 14.2 커패시턴스 측정 (R=10Ω)
f
C
Vr
I=Vr/R
Vc
Xc=Vc/I
C=
1/2πfXc
500Hz
0.1
16mV
0.16A
4.92V
30.75Ω
0.103μF
500Hz
1
147mV
1.47
4.84
3.2925
0.9667
1000Hz
0.1
31.7mV
0.317
4.9
15.457
0.1029
1000Hz
1
286mV
2.86
4.6
1.6083
0.9895
4.실험 결과 및 토의
이번 실험은 조금 복잡한 실험이었다. 간단하다고 생각했으나 실험을 하기 위해 회로를 짜는 작업이 보통 힘든게 아니었다. 게다가 맨처음 우리 조의 장비가 고장이 나있어서 다른조와 같이했는데 그쪽 조의 측정기기도 중간에 측정이 잘못되곤 하여서 우리조는 실험을 여러차례반복하면서 다시 측정했다. 교류의 실효값이란것에 대해 좀더 자세히 알 수 있는 실험이었으며 교류회로에서의 리액턴스와 커패시턴스에 대해 알 수 있었다.실효값이라는 것은 교류회로에서 보내준 전압이나 전류가 부하에 걸어주어서 하는 일이 직류의 얼마와 같느냐를 비교하여 그 값을 결정해 주는 것이다. 이 실험은 그 것을 알아보기 위해서하는건데 계산값을 구하지 않아서 비교하는데 애를 먹었었다.대체로 비교했을 때 거의 비슷한 값이 나왔다.첫번째 실험은 오차가 아주 적은 잘된 실험이었다. 두 번째 실험은 교류회로에서의 리액턴스와 커패시턴스를 측정하는 것이었는데 책에 나온 커패시터의 용량을 가진게 없었으며 인덕터의 용량도 틀렸기 때문에 임의로 정하여 측정을 하는 수 밖에 없었다. 이실험은 빵판과 여러 가지 미리 만들어놓은 회로 판을 이용하여 그 회로판의 인덕터와 커패시터를 이용하여 회로를 만들어 측정하는 실험이었다. 그만큼 회로에 들어가는 선의 수도 많았으며 측정시 선이 혼선되는 경우도 있어서 측정이 제대로 되지 않을 때가 있었다. 하지만 차근차근 만들어 놓은 회로를 따라가며 다시 고치고 하는 과정을 되풀이 하여 완벽하게 회로를 구성하고 측정을 할 수 있었다. 위의 실험 결과에서 보듯이 첫 번째 실험은 실험값이 제대로 측정이 되지 않아 계산값도 잘 나오지 않았으며 오차가 무지 컸다. 하지만 두 번 째 실험에서는 커패시터의 용량의 값이 거의 일치하는 아주 잘된 실험 이었다. 이번 실험은 회로를 어떻게 구성하느냐가 관건 이었다.너무 복잡하면 측정이 어려워지므로 되도록 알기쉽게 짜야했었는데 잘된거 같다. 하지만 인덕터의 용량의 오차가 너무 커서 약간 아쉬움이 남는 실험이었다.이 오차를 줄이기위해서는 좀더 완벽한 측정이 필요할거 같다.

키워드

계측기,   전압,   전류,   자기장,   코일,   회로