전기량 측정

목차

■ 실험 목적

■ 실험 이론

■ 실험 방법

■ 실험 결과 및 고찰

본문내용

추출(샘플링)하고, 추출된 파형을 표시하는 방식이다. 여기서, 입력신호의 주기를 T라 하고 1주기에 n회 추출하였다고 하면 이것으로 얻어진 파형의 주기는 (n＋1)T가 되어, 수직축 증폭기의 주파수대역은 원래 파형의 1/n이면 직접 관측할 수 있다. 단, 반복파형만 관측할 수 없다.
■ 실험 방법
실험에 들어가기에 앞서 실험에 필요한 준비도구가 필요하다.
Multi Tester
전압(Volt),저항(Ohm),전류(ampere) 측정
- multi tester, 함수 발생기, 오실로스코프, 직류전압발생기, PC내의 Labview프로그램, 각 실험장치들을 연결할 케이블 등.함수발생기(Function generator)
주파수나 전압의 크기롤 조절하여 사인파, 삼각파, 사각파 형태로 함수발생
오실로스코프(Oscilloscope)
전기 신호가 시간에 따라 변화하는 크기를 보여주는 장비
직류전압발생기(DC power supply)
직류전압을 발생시키기 위한 장치
실험 준비도구가 모두 확인되면 본격적인 실험에 들어가도록 한다.
1) 함수발생기로 교류 100Hz, 2V sine파를 발생시킨다.
- 함수발생기로 100Hz의 주파수로 맞추고, 파형을 sine으로 설정한다. 그리고 크기를 2V로 설정한다.
2) 함수발생기에서 나온 전압과 주파수를 측정.(오실로스코프 / LabVIEW)
- 먼저 케이블로 함수발생기와 오실로스코프를 연결하여 함수발생기에서 설정한 값들이 오실로스코프 화면에 파형이 나타나도록 한다. 그 다음 오실로스코프의 volt단자와 time단자를 조절하여 파형을 보기 편하도록 설정한다. (우리는 세로축의 전압의 크기 1칸을 1V로, 가로축의 시간의 크기 1칸을 2ms로 설정하였음.)
VOLTS/DIV
TIME/DIV
3) 사인파, 삼각파, 사각파로 각각 파형을 바꿔주어 오실로스코프의 창으로 진폭과 주기를 확인한다.
4) 위와 같은 방법으로 LabVIEW 프로그램을 이용하여 진폭과 주기를 확인한다.
5) 함수발생기에서 나온 전압을 Multi-meter로 측정.
6) 핸드폰 battery의 전압을 오실로스코프와 multi-meter로 측정.
- 핸드폰 베터리의 (+)극과 (-)극을 잘 맞대응 시켜 전압을 측정한다.
7) DC전압발생기로 3V를 발생하고, 오실로스코프, multi-meter, 사람의 sensor로 측정
- 각각의 다른 측정장치를 통해 전압의 크기가 일정한지 확인한다. 사람의 sensor로 측정하는 것은 3V크기가 어느 정도인지 느껴보고 가장 예민한 부위인 혀로 전기를 측정해본다
■ 실험 결과 및 고찰
● 함수발생기에서 설정한 2V, 100Hz
1) sin파 (오실로스코프 / LabVIEW)오실로스코프
LabVIEW
※ 가로축 주기(T:)와 세로축 진폭(2V)의 크기가 두 경우 거의 같은 것을 확인할 수 있다.
2) 삼각파 (오실로스코프 / LabVIEW)오실로스코프
LabVIEW
※ 가로축 주기(T:)와 세로축 진폭(2V)의 크기가 두 경우 거의 같은 것을 확인할 수 있다.
3) 사각파 (오실로스코프 / LabVIEW)오실로스코프
LabVIEW
※ 가로축 주기(T:)와 세로축 진폭(2V)의 크기가 두 경우 거의 같은 것을 확인할 수 있다.
multi-meter로 측정
배터리(3.7V) - 실험1
배터리(3.7V) - 실험2
배터리(3.7V) - 실험1
배터리(3.7V) - 실험2
오실로스코프
● 핸드폰 battery의 전압을 오실로스코프와 multi-meter로 측정
※ multi-meter로 측정한 결과, 처음 조원의 핸드폰 배터리는 위와같이 3.7V로 표기되어 있었다. 하지만 측정결과 4.075V로 측정되었다. 정확한 실험을 위해 다른 조원의 배터리로 다시 측정해본 결과, 이번에는 3.8V로 측정되었다. 이로써 처음 실험한 배터리는 사용기간이 오래되었던 배터리였고 두 번째로 실험한 배터리는 사용기간이 짧은 배터리였다. 결과, 배터리를 오래 사용하면 전압의 수치가 높아진다는 결론을 내릴 수 있다.
● DC전압발생기로 3V를 발생하고, 오실로스코프, multi-meter, 사람의 sensor로 측정
오실로스코프
multi-meter
※ 오실로스코프의 세로축(전압)의 1칸당 단위는 2V로 설정되어 있으므로, 오실로스코프의 화면에 나타난 전압의 크기는 2.8~3.0V로 확인할 수 있다. 시간에 따라 크기가 일정한 직류신호로 나타나있다. 직류신호는 rms값과 peak값이 같으므로 rms값을 계산하여 나타나는 multi-meter의 값과 거의 같은 값이 나오는 것이다.
사람의 감각 센서를 통해 3V를 느껴보았다. 다른 피부로 느껴보았을 때는 약간의 찌릿함을 느낄 수 있었으나 혀로 맛을 보았을 때는 확실히 민감한 감각기관으로 측정한 결과 시큼하기도 하고 생각보다 큰 찌릿함을 느낄 수 있었다.
☞ 이번 실험에서는 함수발생기(Function generator), 테스터(Multi-meter), 오실로스코프(oscilloscope), 전압발생기(DC power supply) 의 사용방법 및 원리를 이해할 수 있었다. 몇 번 접해보기는 했었으나 복잡해보이기는 했으나, 크게 어려운 점이나 난해한 점은 없었고 실험을 통해 장치들의 이용방법을 충분히 익힐 수 있는 좋은 실험이었다.
이번 실험에는 상대적으로 다른실험들의 비해 오차는 거의 발생하지 않았다. 오차가 많이 발생하는 실험이 아니였고 실험장치들도 정확한 기계들이었음을 알 수 있다.
기본적인 이론들을 숙지하고 실험을 통해 그 원리와 이해를 할 수 있었다. RMS값의 개념과 교류, 직류의 차이, 각 파형에 모형과 각각의 차이를 분석하였다.
이번 실험은 조금은 생소하고 난해했던 전기실험이었지만 이론을 숙지한 상태에서 착수한 실험에서는 큰 어려움이 없었다. 이번 실험에서 사용되었던 실험장치의 이용방법은 물론, 많은 준비를 통해 다음실험에 좋은 실험결과가 나올 수 있도록 많은 생각과 노력을 해야겠다.
버튼셀 건전지
전압(V)
2.2V
★ multi tester를 이용한 실생활에서의 전압측정
R14형 건전지
전압(V)
2.2V
전자사전 배터리
전압(V)
8.8V
AAA형 배터리
전압(V)
2.3V
휴대폰 배터리
전압(V)
6V

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전기량 측정,   전기량,   푸리에 급수,   계측 및 신호처리,   오실로스코프,   전압 측정