RLC 교류 회로의 임피던스 측정

소개글

RLC 교류 회로의 임피던스 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험목적

실험이론

실험기구 및 장치

실험방법

실험결과 및 분석

결론

토의(오차분석)

본문내용

6
61.21
101.53
-61.1
51.44
0.69
102.22
84.64
89.33
101.74
-60.7
49.90
0.69
104.76
121.00
123.50
102.66
-61.9
50.54
0.68
101.90
<<-Average->>
100.43
<<-Average
R=, L=(), C=(), Z=, V= V + (V - V), Z=,
V(V) V(V)
V(V) V(V)
2. 결론
●임피던스(Impedance)
교류 회로에 가해진 교류 전압 와 그 회로에 흐르는 교류 전류 와의 비이다.
위의 실험 결과를 통해서 그 비를 확인할 수 있었다.
●V= V + (V - V)의 그래프에서의 위상차
(3-RLC 회로의 전류 0.105A에서의 실험)
그래프의 기울기의 각도 =-61.9 와 같다.
이것은 전류와 전압의 위상차이며 -61.9 라는 것을 확인하였다.
(일반적으로 가정에 들어오는 교류는 60Hz이며, 그 때의 위상차는 90 , -90 이다.)
교류(AC)회로에서는 한 방향으로 잠깐 흘렀다가 방향을 바꾸어 역방향으로 같은 시간동안 흐르고는 다시 방향을 바꾼다. 이러한 변화는 1초에 여러 차례 반복된다. 60Hz의 교류회로에서는 1초에 120번의 방향변화가 일어난다. 이와 같이 교류에서는 전압E와 전류I의 순간 값은 계속 변한다. 위상차는 그로 인해 발생하는 것이다.
4. 토론
(1) 오차
(1)R-L 회로
실제값 : R=50Ω L=50mH Z=173.33Ω
실험값 : R=50.32Ω L=66mH Z=174.04Ω
×100=0.6% ×100=32% ×100= 0.4%
(2)R-C 회로
실제값 : R=50Ω C=47μF Z=98.04Ω
실험값 : R=50.94Ω C=48μF Z=98.82Ω
×100=1.8% ×100=2% ×100=0.8%
(3)R-L-C 회로
실제값 : R=50Ω L=50mH C=47μF Z=101.90Ω
실험값 : R=50.54Ω L=68mH C=48μF Z=100.43Ω
×100=1% ×100=36% ×100=1.4%
대부분의 값은 1~2% 이내로 정확히 계산되었으나 Capacitor의 수치는 오차가 크게 났다.
(2) 오차의 원인 및 개선사항
① 전선의 저항이 무시되었다. 전선의 저항이 무시되게 되면 실제 저항보다 저항이 작게 계산되기 때문에 오차가 발생한다.
② 전류가 정확히 고정되지 않았다. 매우 미세했지만 실험도중에 전류가 조금씩 바뀌었다. 전류가 조금씩 바뀌므로 정확한 전류가 측정되지 않고 따라서 오차가 생겼다.
③ 출력기 자체의 저항, 즉 출력 임피던스 값이 존재한다. 전력을 공급해주는 장치 내부에 저항값이 존재하므로 옴의 법칙을 적용해 보면 걸리는 전압 값이 적어지게 된다.
④ 실험에 쓰인 콘덴서는 전해콘덴서라고 해서 오차가 심한편이라고 한다. 전해 콘덴서의 부품의 가운데에 액체를 사용하게 되는데, 그러한 이유로 인해 온도에 의한 영향을 많이 받아서 온도가 낮아지면 용량도 감소하게 된다. 따라서 일정한 온도를 유지시켜 주면 오차를 줄일 수 있을 것이다.

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RLC,   임피던스,   RLC 회로