커패시터와 인덕터 예비실험

목차

1. 실험 제목

2. 실험 목적

3. 사용기기 및 부품

4. 이론

5.실험방법

본문내용

병렬합성
커패시턴스가 인 두 개의 커패시터를 그림 1과 같이 직렬 및 병렬합성할 때 나타나는 합성 커패시턴스를 각각 Cs, Cp라 하면, 직렬합성의 경우에는
이므로
의 관계가 성립한다. 또, 병렬합성의 경우에는
이므로
의 관계가 성립한다.
4)인덕터의 직병렬합성
인덕턴스가 인 두 개의 인덕터를 그림 2와 같이 직렬 및 병렬합성할 때 나타나는 합성 인덕턴스를 각각 라 하면, 직렬합성인 경우에는
이므로
의 관계가 성립한다. 또 병렬합성인 경우에는
이므로
의 관계가 성립한다.
5)페이서 (Phasor)
저항, 커패시터, 인덕터로 구성되는 선형회로를 주파수 ω인 신호원으로 구동시키면, 회로내의 임의 전류 및 전압은 정상상태에서 항상 주파수 ω를 갖게 된다. 이 관계를 이용하면 회로내의 모든 전류 및 전압은 그 진폭과 위상만에 의해서 일의적으로 규정된다. 예를 들어
의 관계가 성립하므로, v는
로 정의되는 V에 의해서 일의적으로 규정되는 것을 알 수 있다. 이 때 V를 v의 페이서라고 부른다. 페이서 V는 복소수로서 그 크기 V는 v의 진폭을 나타내고, 그 위상 는 v의 초기위상을 나타낸다. 페이서의 입장에서 식 4(a)를 설명하면, 페이서 V가 각속도 ω로 회전할 때 실수축에 투영되는 신호가 곧 v라고 할 수 있다.
6)임피던스와 어드미턴스
임피던스는 교류회로에 있어서 전류 흐르기의 어려움을 나타내는 양이다. 저항회로의 저항을 동적회로(Dynamic Circuits)에 맞도록 확장한 것이 임피던스(Impedance)이고, 그 역수가 어드미턴스(Admittance)이다. 임피던스와 어드미턴스는 복소수로서, 해당회로나 소자의 전압 페이서와 전류 페이서의 비로써 정의된다. 즉, 전압 V인 단자쌍(port)에 전류 I가 흐르면, 이에 상응하는 임피던스 Z와 어드미턴스 Y는 각각
이다.
임피던스와 어드미턴스를 실수부와 허수부로 나누어 표기하면
가 된다. 이 때 R을 저항(Resistance), X를 리액턴스(Reactance), G를 콘덕턴스(Conductance), B를 서셉턴스(Suseptance)라 부른다. 또, 임피던스와 어드미턴스를 크기와 위상으로 표기하면
가 된다.
7)커패시터와 인덕터의 임피던스
커패시터의 경우, 식 1(a)에 식 4(a)를 적용하면
이 된다. 페이서 표기에 의하면
이므로, 식 8(a)는 결국
의 관계를 의미하게 된다. 그러므로 식 5(a) 의 정의를 적용하면 커패시터의 임피던스 는
가 됨을 알 수 있다. 즉, 커패시터의 임피던스는 허수값을 가지며, 따라서,
의 표기가 가능해진다.
마찬가지 방법을 인덕터에 적용하면, 인덕터의 임피던스 은
이 됨을 쉽게 알 수 있다. 리액턴스와 서셉턴스에 대해서는
의 관계가 성립한다.
※회로도
5.실험방법
1)의 주파수를 1200㎐로 두고, 그림 3(a) 회로를 구성하고 (), 오실로스코프를 이용하여 R과 C양단의 전압진폭 를 측정하여 표1에 기록한다.
2) 커패시터를 로 교환해 가면서 (1)을 반복하여 표 2에 기록한다.
3) 커패시터를 과 의 직렬합성으로 두고 (2)를 반복한다. 또, 병렬합성에 대해서도 이를 반복한다.
4) 커패시터를 의 직렬합성으로 두고 (2)를 반복한다. 또, 병렬합성에 대해서도 이를 반복한다.
5) 그림 3(b) 회로를 구성하고 (), 오실로스코프를 이용하여 R과 L양단의 전압 진폭 과 를 측정하여 표 3에 기록한다.
6) 인덕터를 로 교환해가면서 (5)를 반복하여 표4에 기록한다.
7) 인덕터를 의 직렬합성으로 두고 (6)을 반복한다. 또, 병렬합성에 대해서도 이를 반복한다.
8) 인덕터를 의 직렬합성으로 두고 (6)을 반복한다. 또, 병렬합성에 대해서도 이를 반복한다.

키워드

인덕터,   커패시터,   임피던스,   어드미턴스,   페이서