직렬RL회로 임피던스 예비보고서

소개글

직렬RL회로 임피던스 예비보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험 42.직렬 RL회로의 임피던스
실험 43.직렬 RL회로에서의 전압관계
실험 44.직렬 RC회로의 임피던스
실험 45.직렬 RC회로에서 전압관계

본문내용

다. 인덕턴스의 전류는 전압VL과 90 의 위상차가 발생하며, VL이 I를 90 앞선다. 따라서 VL은 VR을 90 앞선다.
- VR과 VL의 합은 인가전압 V와 같지 않고, 위에서 언급한 것처럼 VL과 VR은 90 의 위상차가 있으므로 VL과 VR의 페이저 합이 인가전압과 같다.
V = √VR2 + VL2
RL회로에서 인가전압 V와 전류 I의 위상관계는 θ만큼 위상차가 생긴다. 이 각도 θ는 앞장의 임피던스의 페이저선도에서 R 과 Z의 위상차와 같다.
VR
=
cosθ =
R
V
Z
, VR
=
R
V
Z
VR
= V X
R
Z
-
VL
=
tanθ =
XL
VR
R
, VL
= VRX
XL
R
-
식 , 를 이용하면 전압 VL 을 구할 수 있다.
VL=
V X
R
X
XL
= V X
XL
Z
R
Z
IXL = VL
IR = VR
C
IZ = V
θ
IXL = VL
0
IR = VR
[ 전압과 임피던스의 페이저선도 ]
R
C
XL
Z
θ
XL
0
R
[ RL회로의 페이저선도 ]
3. 예비점검
1.그림 43-1 회로에서
= 36.1V
2.RL직렬회로에서 V와 VR사이의 위상각은 V와 I 의 위상각과 동일하다 예
3.1.에서 V와 I의 위상각 θ는 =33.8
4.그림 43-1 에서
(a) Z = = 106.5
(b) θ = =39.7
(c) VR ==9.24V
(d) VL = =7.66V
4. 실험장비 및 부품
- 기기 : 2채널 오실로스코우프, DMM, 함수발생기
저항 : 1k 1개, 3.3k 1개
인덕터 : 100mH
5. 실험순서 (Pspice 구현)
제목 : 실험 44. 직렬 RC회로의 임피던스
1. 실험 목적
1) 직렬 RC회로의 임피던스가 임을 실험적으로 확인한다.
2) 임피던스, 저항, 용량성 리액턴스, 위상각의 관계를 관찰한다.
2. 관련이론
- 직렬 RC회로의 임피던스는 RL회로와 비슷하게 구할 수 있다. 아래에서처럼 XL 대신에 XC를 대입하면 된다.
직렬 RL회로
직렬 RC회로
Z2 = R2 + XL2
Z = √R2 + XL2
Z2 = R2 + XC2
Z = √R2 + XC2
하지만, RC회로는 RL회로와 달리 임피던스 선도에서 XC가 수직 아래로 향하고 있다
.
R
C
XL
Z
θ
XL
0
R
[ RL회로의 페이저선도 ]
0
R
XC
θ
Z
XC
R
[ RC회로의 페이저선도 ]
- 직렬 RL회로의 임피던스를 구하는 식과 동일하게 다음 식을 이용하면, 위에서 언급했던 방법과 다른 방법으로도 구할 수 있다는 것을 알 수 있다.
직렬 RL회로
직렬 RC회로
tanθ =
XL
R
,θ =
tan-1
XL
R
cosθ =
R
Z
→ Z =
R
cosθ
tanθ =
- XC
R
,θ =
tan-1
-XC
R
cosθ =
R
Z
→ Z =
R
cosθ
- C의 임피던스가 1/jwC이기 때문에 L과 반대의 경우이다. 이와 같은 필터를 High Pass Filter(HPS)가 된다.(물론 R,C의 연결순서에 따라 달라진다.)
R을 연결하고 C를 연결 할경우 HPS가 되는 것이고, C를 연결하고 R을 연결하여 R의 전압을 측정해보면 LPS가 된다.
(직렬 LC회로와 마찬가지로 phase차이는 1/j이므로 -90도 차이가 나게 된다.)
3. 예비점검
1.그림44-1(a)의 RC 회로에서 R=300, =120 이면
Z===323 이다.
2. 1에서 θ = =-21.8이다.
3. 1에서 R/cosθ = =323.1이다.
4. R/Cos θ 는 그림 44-1(a) 회로의 임피던스값이다.
5. RC회로에서 R=120 , =150이며 인가 전압이 5V라면 전류는=26 mA이다.
6. 1.에서
4. 실험장비 및 부품
- 기기 : DMM, 함수발생기, LCR미터 또는 캐패시터/인덕터 분석기
저항 : 2k, 1/2-W 1개
캐패시터 : 0.033 1개, 0.1 1개
5. 실험순서 (Pspice 구현)
제목 : 45. 직렬 RC회로에서 전압관계
1. 실험 목적
1) 직렬 RC회로에서 인가전압 V와 전류의 위상각 를 측정한다.
2) 인가전압 V, 저항에 걸리는 전압 , 캐패시터에 걸리는 전압 의 관계가 다음과 같음을 실험적으로 확인한다.
2. 관련이론
- RC 직렬회로에서 I 및 V 사이의 위상관계
- 임피던스와 마찬가지로 RL 회로의 전압과 RC회로의 전압관계도 유사하다. 단, RL회로에서는 전압이 전류를 90 앞서지만, RC회로에서는 반대로 전류가 전압을 90 앞선다.
- 직렬 RC회로에서 인가전압과 전류의 위상관계
직렬회로에서 전류는 일정하므로, RC회로에서 V, VL, VR의 위상관계를 관찰할 때 기준 페이저로 사용한다.
전압은 위상이 같으므로 페이저 VR은 전류 페이저와 같은 축상에 있다. 하지만 커패시터의 전류는 커패시터에 걸린 전압보다 90 앞선다. 그러므로 페이저 VC는 전류 I나 VR에 비하여 90 뒤쳐진다.
- LC회로에서와 마찬가지로 RC회로에서도 VR과 VC의 페이저 합이 인가전압과 같다.
V = √VR2 + VC2
- 전류 I는 인가전압 V보다 θ만큼 앞선다. 이 위상각 θ는 임피던스 페이저 Z와 저항 페이저 R의 위상차와 동일하다.
VR
=
cosθ =
R
V
Z
, VR
=
R
V
Z
VR
= V X
R
Z
-
VC
=
tanθ =
-XC
VR
R
, VC
= VR X
XC
R
-
식 , 를 이용하면 전압 VC 를 구할 수 있다.
VC =
V X
R
X
XC
= V X
XC
Z
R
Z
0
IR = VR
XC
IXC = VC
θ
IZ = V
IXC = VC
IR = VR
[ 전압페이저와 임피던스페이저 ]
0
R
XC
θ
Z
XC
R
[ RC회로의 페이저선도 ]
3. 예비점검
1.그림 45-1(a) 회로에서
= 13V이다.
2. RC직렬회로에서 V와 VR은 V와 I 의 위상각과 동일하다 예
3. 1에서 V와 I의 위상각 θ는 =-67.4
4. 그림 45-1(a) 에서
(a) Z = = 361
(b) θ = =-33.7
(c) VR ==5.0V
4. 실험장비 및 부품
- 기기 : 2채널 오실로스코우프, DMM, 함수발생기
저항 : 1k 1개, 6.8k 1개
캐패시터 : 0.033 1개
5. 실험순서 (Pspice 구현)

키워드

임피던스,   전압,   전압관계,   관련이론