RC, RL, RLC회로의 과도특성, 주파수 특성, 라플라스 변환과의 관계 - 결과보고서

본문내용

3.31
-79.72
-60.12
32.18
78.89
84.42
87.0
88.0
⇒ Table 3-4을 바탕으로 plot해 보면 Figure 3-3와 같다.
⇒ 이 plot을 보면, Magnitude의 경우에는 Resonant Frequency 부근에서 최대값을 갖는 것을 알 수 있다. Phase의 경우에는 -90°에서 90°까지 증가하는 것을 볼 수 있다.
C. 결과 분석 및 실험 반성
1. 실험을 통해 알게 된 점
⇒ 실험 장비의 사용과 결과 측정 방법에 대해 새롭게 알게 된 점이 있었다.
1) 오실로스코프의 Cursor 기능을 처음으로 사용해 보았는데, Cursor의 위치가 파형을 확대하면서 조금씩 달라지는 것 같아서 두 시간 간격을 재는데 정확하게 재기가 힘들었다. 그래도 이번 실험을 통해 오실로스코프의 또 하나의 기능을 배운 것 같아 뿌듯하다.
2) 오실로스포크의 Measure 메뉴에 있는 위상 측정 기능도 새롭게 알 수 있었다. 제대로 위상이 측정되는 것인지 의문이 들어서 Cursor 기능으로 t를 먼저 구한 후 비교해 보았는데, 올바른 측정값을 얻을 수 있었다. 하지만 고주파수 영역에서는 값이 계속 흔들려 Cursor 기능을 이용하여 간접적으로 위상을 측정할 수밖에 없었다.
3) 가변 저항을 본격적으로 실험에서 사용하게 된 것도 처음이었다. 처음에는 사용 방법을 잘 몰라서 헤매다가 조교님의 도움으로 실험을 진행할 수 있었다.
2. 오차에 대한 분석
=> 1% 미만의 오차가 발생한 경우도 있었으나, 심지어 28%의 오차가 발생한 경우도 있었다. 이러한 오차가 발생하게 된 원인은 무엇이고 해결 방법은 무엇일까?
1) RC 회로와 달리 RLC 회로로 실험했을 때 유난히 오차가 크게 나타난 것에 주목할 필요가 있다. 따라서 Inductor의 값이 실제와 다르거나 정밀하게 제작되지 못했을 가능성을 생각할 수 있다.
2) 하지만 이러한 현상은 우리 조뿐만이 아니라 다른 조들도 마찬가지였으며, 조교님도 잘 측정되지 않는 부분이라고 말씀하셨기 때문에, 이론적으로 다른 요인을 찾아보아야 할 것이다.
3) 측정상의 문제도 빠질 수 없다. 이미 언급한 바 있든, 오실로스코프의 위상 측정 기능은 고주파수 영역에서는 그 값이 계속 변화하기 때문에 정확한 값을 얻기 힘들었다. 그것도 작은 변화가 아니라 360° 전체를 왔다갔다 하는 정도였기 때문에 거의 신뢰할 수 없다고 볼 수 있다. 고주파수 영역에서 대체 방안으로 활용한 Cursor 기능 역시 파형을 어느 정도로 확대해서 측정하느냐에 따라서 약간씩 값이 달랐다.
D. 결론
이번 실험을 통해 Time Constant, Magnitude, Phase, Critical Damping, Resonant Frequency, Q Factor와 같은 회로의 특성들을 실험으로 확인하고 시뮬레이션도 해볼 수 있었다. 이러한 과정에서 여러 실험 기구의 조작에 더 익숙해질 수 있었고, Pspice 프로그램의 사용에도 조금 더 능숙해졌으며, 무엇보다 RL회로와 RLC 회로를 이해해는 데 많은 도움이 되었다.

키워드

회로,   라플라스 변환,   실험,   과도특성,   주파수 특성