실험 #2 교류전원, 교류전류계, 교류전압계, 직렬/병렬저항회로

본문내용

Vp-p의 삼각파를 만들 수 없으므로 멀티미터 측정값을 1.443 [V]로 맞추고, 이때의 Vp-p이 5V 일것으로 추측하였다.
3. 다음 그림과 같이 회로를 구성하고, 입력전압으로 100Hz, 5Vp-p 정현파를 가한 후, V1과 V2의 실효치를 측정한다. 전류 I의 실효치를 측정한다. 얻어진I
값들을 이론치와 비교한다.
+
V1
-
+
V
-
R1
측 정 치
이론치
오 차
비 고
1
2
3
4
5
평 균
V1
0.584
0.585
0.584
0.584
0.584
0.584
0.589
-0.005
V2
1.189
1.189
1.188
1.189
1.189
1.189
1.178
0.011
I
5.771
5.772
5.773
5.772
5.774
5.772
5.890
-0.118
+
V2
-
R2
▲이론치
▲100Hz, 5Vp-p 정현파를 만들기 위해서 전체 회로에 함수발생기를 연결하고 그 양단전압을 1.767 [V]로 고정(함수발생기의 내부저항(50Ω)을 고려)한다.
▲이때 발생되어지는 오차는 함수발생기를 맞출 때 발생하는 전압상의 오차와 멀티미터의 측정시 발생되는 오차로 추측되어 진다.
4. 삼각파를 사용하여 V1과 V2의 실효치를 측정하고 전류 I의 실효치를 측정한다. 얻어진 값들을 이론치와 비교한다.
측 정 치
이론치
오 차
비 고
1
2
3
4
5
평 균
V1
0.475
0.474
0.474
0.475
0.474
0.474
0.481
-0.007
V2
0.956
0.956
0.956
0.955
0.955
0.956
0.962
-0.006
I
4.695
4.694
4.695
4.693
4.694
4.694
4.810
-0.116
▲이론치
▲100Hz, 5Vp-p 삼각파를 만들기 위해서 전체 회로에 함수발생기를 연결하고 그 양단전압을 1.443 [V]로 고정(함수발생기의 내부저항(50Ω)을 고려)한다.
5. 다음 그림과 같이 회로를 구성한다. 전원으로 1 kHz, 5 Vp-p 정현파를 가한후 Vp와 VR을 측정하고 I1과 I2의 실효치를 이론적으로 계산한다. 이 전류값들을 측정치와 비교하라. R1R2로 하고, Rp1㏀과 Rp10㏀에대하여 각각 실험을 반복하라.
+ VP -
+
V
-
RP
+
VR
-
I2
I1
R1
R2
ⅰ) Rp1㏀일 때
실 험 치
계산치
오 차
비 고
1
2
3
4
5
평 균
VP
1.665
1.665
1.666
1.664
1.664
1.665
1.683
-0.018
Rp
1㏀
VR
0.074
0.075
0.074
0.075
0.075
0.075
0.084
-0.009
I1
0.781
0.780
0.780
0.780
0.780
0.780
0.842
-0.062
I2
0.786
0.786
0.785
0.786
0.785
0.786
0.842
-0.056
▲이론치
▲I1과 I2가 이론적으로는 서로 같아야하나 0.006의 오차를 보이는데, 이는 저항자체의 오차로 추측되어진다.
ⅱ)Rp10㏀일 때
실 험 치
계산치
오 차
비 고
1
2
3
4
5
평 균
VP
1.757
1.756
1.756
1.756
1.755
1.756
1.758
-0.002
Rp
10㏀
VR
0.005
0.006
0.005
0.004
0.005
0.005
0.008
-0.003
I1
0.075
0.075
0.076
0.076
0.075
0.075
0.087
-0.012
I2
0.074
0.075
0.075
0.075
0.074
0.075
0.087
-0.012
▲이론치
▲실효치는 주파수의 변화에는 무관하므로, 전원전압은 회로 양단의 멀티미터에서 측정되어지는 1.767 [V](내부저항 고려)로 사용하면 된다.
6. 다음 그림과 같이 회로를 구성하고 전원으로 10 kHz, 5 Vp-p 정현파를 가한다. 각 회로에서 V1과 V2의 실효치를 측정한다. 이들의 peak-to-peak value는 얼마인지 계산한다. 각각의 회로에서 측정한 값들이 다르다면, 그 이유를 알아본다.
+ V1 -
+ V1 -
+
V
-
R1
+
V2
-
+
V
-
R1
+
V2
-
R2
R3
R2
R3
(a) (b)
실 험 치
이론치
오 차
P-P
Value
비 고
1
2
3
4
5
평 균
V1
1.131
1.130
1.130
1.130
1.131
1.130
1.178
-0.048
3.332
V2
0.517
0.516
0.516
0.517
0.516
0.516
0.589
-0.073
1.666
▲이론치
▲a와 b의 경우에 멀티미터의 음극이 접지역할을 하므로 실제 측정상에는 아무런 차이도 보이지 않는다.
7. 6번의 (b)에 대하여, multimeter를 아래 그림과 같이 연결하여 V1의 실효치를 측정한다. 6번에서 측정한 값과 다르다면 그 이유를 알아본다.
+
Voltmeter
-
+ V1 -
+
V
-
R1
+
V2
-
R2
R3
실 험 치
이론치
오 차
비 고
1
2
3
4
5
평 균
V1
1.131
1.130
1.130
1.131
1.130
1.130
1.178
-0.048
▲6번실험과 거의 차이를 보이지 않는다.
4. 연습문제
1. 정현파의 경우 실효치가 최대치의 0.707배가 됨을 이론적으로 증명하라.
와 같이 표시되는 정현전류의 실효치를
에 의하여 구할 수 있다.
을 이용하면 먼저 은
우변의 제 2항은 의 각주파수(주기는 의 주기의 반)를 가진 정현파이 므로 그 평균치는 0이다. 따라서
그러므로 에 의하여 의 실효치는
정현전압에 대해서도 실효치와 최대치 사이에는 이상의 관계가 있다.
이상으로 주파수나 위상에 관계없이
인 관계가 성립한다.
▲신회로이론 p102 참조
2. 를 R=20㏀의 양단에 가하였다. 이 저항을 통하여 흐르는 전류의 모양을 간략하게 스케치하라. 이 전류의 평균값, 실효치, 최대치, peak-to-peak value를 계산하라.
▲최대치
▲평균치
▲실효치
▲Peak-to-Peak Value
3. 를 R=10㏀의 양단에 가하였다. 이 저항이 흡수하고 있는 전력을 시간에 대하여 간단히 스케치하라. 이 전력의 평균값, 실효치, 최대치, peak-to-peak value를 계산하라.
▲최대치
▲평균치
▲Peak-to-Peak Value
▲실효전력은 계산식에 대한 관련자료가 없음.

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