RLC 회로실험.

목차

▶ 실험 이론

( 1 ) R-C 직렬 회로 실험

① 실험 목적
② 관련 이론
③ 실험 과정 및 결과
④ 고 찰

( 2 ) R-L-C 회로 실험

① 실험 목적
② 관련 이론
③ 실험 과정 및 결과
④ 고 찰

과제 : 전자 전기가 기계공학에 필요한 이유.

메카트로닉스의 정의

필요성

본문내용

에 기록하라.
실험 결과
Level
-f <----- 0 -----> +f
BW ( 6dB )
-6dB
-3dB
0dB
+3dB
+6dB
주파수
9.145
9.734
10.850
12.213
13.008
3.863
* 단위는 ㎑
공진 주파수
이론
실제
10.730
10.850
* 단위는 ㎑
④ 고 찰
두 번째로 진행한 실험은 R-L-C 직렬 회로를 이용하여 공진 주파수를 찾는 실험이다. 이 실험도 처음 실시한 R-C 직렬 회로 실험과 같이 오실로 스코프를 이용하여 간단히 할 수 있는 실험 이었다. 두 번째 표에서 보면 알 수 있듯이 실제 공진 주파수와 이론 공진 주파수에 차이가 있음을 볼 수 있는데 이 이유는 회로 내부의 내부 저항이 존재 하여 실제 값을 구하는데 방해를 준 이유도 있고, 오실로 스코프를 사람이 보고 그래프가 최대로 올라가는 지점을 사람이 눈으로 보고 확인해야 한다는 점이 크게 작용 한 것 같다. 그리고 주파수를 조절 시 실험자가 원하는 주파수를 쉽게 선택 하지 못 하였다. 이유는 미세한 움직임에도 기기가 큰 반응을 보여 실제 원하고자 하는 주파수를 선택 하지 못한 것이다. 최초에 펑션 제네레이터로 주파수를 조절 하여 오실로 스코프에서 그래프가 최고 높은 지점을 그리는 주파수를 찾았다. 그 지점이 우리가 구하고자 하는 공진 주파수 이다. 공진 주파수를 찾은 후 계산을 통해 1/3지점과 2/3 지점을 찾아 그 주파수 값들을 구하였다. 이 과정에서 주파수 조절에 대한 약간의 오차와 오실로 스코프에서 눈으로 확인한다는 점이 오차 값을 상당히 줄 것 이라 예상된다. 하지만 실제 실험을 실시 하고 계산 하여 이론적 공진 주파수를 찾았을 시에 큰 오차는 없었다. 이론적 공진 주파수는 주어진 식인 를 이용하여 쉽게 구할 수 있다.
공진 주파수의 정의는 이러하다.
1.코일은 주파수가 높을수록 저항값이 커지며 전압위상이 전류위상보다 90도 빠르다
2.콘덴서는 주파수가 높을수록 저항값이 작어지며 전류위상이 전압위상보다 90도 빠르다
3.따라서 코일과 콘덴서의 특성은 서로 정 반대의 성격을 갖는다
4.코일과 콘덴서를 직렬로 연결하고 주파수를 가변 하다보면 2개의 저항값이
똑같은 주파수가 있는데 이 주파수를 공진주파수(f0)라고 한다
5.저항값이 같고 위상이 180도(90도+90도)차이가 남으로 합성저항은 "0" 이되므로
전류는 최대가 된다.
이번에 진행한 실험 두가지 모두 Function Generator 과 오실로 스코프를 이용하여 진행하는 실험 이어서 미세한 조절과 오실로 스코프의 값을 얼마 만큼 정확히 읽어 내느냐가 중요한 실험이라 생각 된다.
실험자 본인이 이번 실험에 참여 하는 동안 Function Generator과 오실로 스코프를 조절하여 진행 하였고 그 때문에 더욱 이번 실험에 대해 느낀바가 크다고 생각한다.
과제 : 전자 전기가 기계공학에 필요한 이유.
메카트로닉스의 정의
기계공학·전기공학·전자공학을 복합적으로 적용하는 새로운 개념의 공학이다. 오늘날의 자동차·항공기, 기계와 생산가공, 시험 및 계측을 비롯한 대부분의 기계와 공정들은 전기와 기계적 본질이 어우러진 복합체로, 기계·전자·시스템 등 한 어느 분야만으로 이루어지는 경우는 거의 없다. 메카트로닉스는 공학의 여러 분야가 복합된 학문을 말한다.
학문의 주요 목표는 첫째 기존의 기계적인 함수들을 메카트로닉스 함수로 바꾸어 기계의 유연성과 재합성을 쉽게 하고, 둘째 복잡한 기계 시스템에 효과적인 제어를 구현하며, 셋째 기계적·전기적 데이터를 지능적으로 처리하고 해석하는 것이다. 이를 위해 최신 기계공학 분야에 계측·구동·마이크로프로세서·소프트웨어 등 다양한 기술을 복합적으로 적용하기 때문에 간단하게 정의하기가 어렵다.
필요성
증기기관의 발명에 의하여 일어난 18세기의 산업 혁명은 현재의 전자 혁명 이상으로 산업계에 큰 충격을 주었다고 하여도 과언이 아니다. 최근 인간의 육체 및 두뇌 노동은 지능이 부여된 기계들로 점차 대체됨으로써 산업은 인간과 기계의 새로운 공존 또는 분업의 상태로 발전하고 있다.
인간의 기본 활동이 메카트로닉스 기술에 의해 제작된 기계로 점점 대체되어지고 있는 것을 알 수 있다. 19세기 들어서 헨리 포드가 자동차의 양산화를 위해서 생산 시스템을 개선하고, 전용 공작 기계 및 벨트 컨베이어 등을 이용하여 양산 체제를 갖춘 것도 메카트로닉스 기술에 의한 생산 부문의 자동화 전신으로 볼 수 있다. 그 후부터 생산체계의 자동화는 점진적으로 아날로그 방법에서 디지털 방법으로 변천하여, 최근에는 총괄적인 자동화가 곤란했던 기계 가공 분야까지도 컴퓨터의 발전으로 FA (Factory Automation ) 화가 가능하게 되었다. 또, 종전의 자동화 기술을 이용하지 않고 만든 장비, 제품 및 구성품들은 다품종 소량 생산 및 제품 수명의 단축 등에 의한 설계 변경이 이루어질 경우 유연성이 있는 자동화가 불가능 하였으나, 최근에는 메카트로닉스 기술에 의한 자동화 기술의 발달로 인하여 잦은 설계 변경에도 불구하고 유연성 있는 자동화의 구현이 가능하게 되었다.
자동화를 부문별로 분류하면, 생산 현장에서의 자동화는 FA, 사무실에서의 자동화는 OA ( Office Automation ), 가정에서의 자동화는 HA ( Home Automation ), 실험실에서의 자동화는 LA ( Laboratory Automation)로 분류할 수 있을 것이다.
인간은 매사에 점점 많은 편리성을 추구하기 때문에 자동화의 요구가 점점 증가되어 FA, OA, HA 및 LA와 같은 최근의 자동화 기술이 필요하게 되어졌으며, 이 기술은 메카트로닉 기술을 바탕으로 구현 하지 않으면 곤란하다.
그리고, 자동화 분야뿐만 아니라, 메카트로닉 기술의 응용은 우주 항공 ( Aerospace ), 자동차 ( Automative ), 화학처리공정 ( Chemical processing ), 컴퓨터 ( Computers ), 전자 ( Electronics ), 의료 ( Health care ), 가공기계 ( Machine tools )등, 컴퓨터 혹은 마이크로 프로세서가 인터페이스 된 전자 기계 공학적 시스템에서 쉽게 찾아 볼 수 있다.

키워드

RLC,   기초전자전기,   RLC실험