전자기 유도현상 RLC흐름길

소개글

전자기 유도현상 RLC흐름길에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 개요
2. 이론
3. 순서
4. 장치
5. Data & Result
6. Discussion
7.Reference

본문내용

기수 f 를 바꿔 가면서 전류 파형의 변화를 관찰한다.
5) RLC 직렬 연결 흐름길의 교류 특성을 조사한다.
교류 전압이 가해진 RLC 직렬 연결 흐름길의 전류와 전압 사이의 관계, 껴울림 특성을 조사한다.
① RLC 상자의 전환 스위치(SW)를 가운데(S2)로 놓는다. 즉, 단자 1 과 4 사이에는 저항(R), 이끎개(L), 축전기(C) 가 직렬로 이어지게 한다. 컴퓨터로부터의 1번 선과 4 번 선은 각각 RLC 상자의 4번 단자와 1번 단자에 연결한다.
② 전원(Power)메뉴에서 교류(AC) 파형을 선택한 다음, 사인 파형 편집(Sine wave style editor)창에서 교류 전압의 크기(Peak voltage)와 떨기수(Frequency)를 정하고, OK 단추를 누른다.
③ 증폭율(Gain) 메뉴를 열어서 증폭율(보통은 x1)을 선택하고, 화면에서 시간 간격(보통은 1 second)을 정한다.
④ 화면의 실행(Run) 단추를 클릭하여, 전원 파형을 공급하고, A/D 2(즉, 저항 R 의 전압) 전압 VR(=IR) 의 봉우리-봉우리 전압(peak-to-peak voltage)을 컴퓨터 화면에서 읽는다.
⑤ 떨기수 f 를 바꿔 가면서 Ipp 의 변화를 측정하여 껴울림 굽은선(resonance curve)을 그린다.
[주 : ④,⑤번의 측정은 디지탈 멀티미터를 써서도 할 수 있다. 디지탈 멀티미터를 전압 측정 위치(mV)에 놓고 DC /AC 를 눌러 AC 를 선택한다. 컴퓨터 화면의 시간 축을 5 seconds 정도로 택하고, Run 을 클릭한 다음 디지탈 멀티미터가 일정한 값을 읽는 전압을 눈으로 읽는다. 이 전압은 rms(제곱-평균-제곱뿌리, root-mean square) 전압임에 유의한다.]
⑥ 악어 집게 선으로 RLC 상자의 1번과 2번 단자를 잇고(short), 껴울림 굽은선을 다시 구해 본다. 먼저와의 차이를 확인하고 그 이유를 설명하라.
⑦ 이론 식에 의한 값과 비교하고 차이가 있으면 그 이유를 알아낸다.
이로부터 RLC 상자 내부의 이끎개의 자체 저항을 알아내 보라. 디지탈 멀티미터로 직접 구한 값과 일치하는가? 차이가 난다면 그 차이를 어떻게 설명할 수 있는가?
4. 장치
RLC 상자, 아날로그-디지탈 변환기, 디지탈-아날로그 변환기, 입력 단자대,
컴퓨터, 저항 상자, 악어 집게가 달린 전선, 디지탈 멀티미터,
디지탈 LCR 미터, 플로피 디스켓
5. Data & Result
1) RC 직렬 연결 흐름길의 직류 특성
저항 R = 800 , 축전지의 전기 용량 = 4.7 F
① 충전 시킬 때
측정된 시간상수 0.0533s
이론 시간상수 0.00846s
② 저항에서 전압
2) RL 직렬 연결 흐름길의 직류 특성
①충전 시킬 때
L = 13.2H
측정된 시간상수 0.0297s
이론 시간상수 0.025s
②저항에서 전압
3) RC 직렬 연결 흐름길의 교류 특성
떨기수 6Hz
들이저항 312.401
Omega
위상차 9.85
4) RL 직렬 연결 흐름길의 교류 특성
위상차 12.189
XL = 434.425
Omega
5) RLC 직렬 연결 흐름길의 교류 특성
①주기 6Hz
봉우리 전압 0.043V
봉우리 전류 7.887
TIMES 10^{ -6 }
A
온저항 5451
Omega
②주기 12Hz
봉우리 전압 0.15V
봉우리 전류 5.5
10 ^ -5
A
온저항 2.729
10 ^ 3
③주기 18Hz
봉우리 전압 0.25V
봉우리 전류 0 1.51
10 ^ -4
A
온저항 1.653
10 ^ 3
6. Discussion
실험 1에서 전압을 갑자기 가해주면 바로 전압이 오르지 않고 서서히 오르는데 이는 축전기가 급격한 전압 변화를 막았다. 이는 전자기 유도에서 전류가 변화하는 방향과 반대로 전류가 생기는 것과 마찬가지의 원리이다.
실험 2의 RL회로에서도 마찬가지로 전압을 걸어주면 전류가 일정한 것이 아니라 어느정도 시간이 흐른 뒤에 전류가 일정해 지는데 이는 코일에 의해 전류가 급변하는 것을 막으로고 하는 성질 때문이다.
실험 3에서 두 개의 주기는 비슷한데 위상차가 나는데 이는 축전기에 저장되는 전하량만큼이 위상차를 불러오는 것이라고 생각된다.
이번 실험은 측정은 쉬운 듯 했는데 결과 분석이 상당히 난해했다. 특히 각각의 단자를 연결하는 방식이 어떤 의미를 가지는지 이해하지 못해서 제대로된 분석을 하지 못한 것 같다.
7.Reference
Principles of physics 3rd ed. serway

키워드

전자기유도,   RLC,   RC,   RL,   물리실험,   실험보고서,   전자기 이끔현상,   RLC흐름길