#9 캐패시터의 특성 및 RC 직렬회로

목차

1. 실험의 목적

2. 관련이론
(1) 캐패시터

• 캐패시터 종류

(2) 캐패시터의 용량을 읽는 방법
(3) 캐패시터의 직렬과 병렬연결
(4) RC 직렬회로의 특성

3. 준비사항

4. 실험방법
(1) 캐패시터의 용량을 읽는 방법
(2) 캐패시터의 직렬 및 병렬연결
(3) RC 직렬회로의 특성

5. PSspice 시뮬레이션

본문내용

.
3. 준비사항
3.1 실험에 사용할 기기
파형발생기 1대, 오실로스코프 1대
디지털 멀티미터 1대
LCR미터 1대
3.2 실험에 사용할 부품
저항 1/2W(100Ω, 220Ω, 1KΩ) 각 1개
캐패시터(0.47uF, 0.22uF) 각 1개, (1uF) 2개, 전해 캐패시터도 무방함.
4. 실험방법
(1) 캐패시터의 용량을 읽는 방법
① <표>에 나타낸 캐패시터의 용량을 읽어 기록하라.
표시 숫자
용량
허용오차
473C
332K
224F
391K
(2) 캐패시터의 직렬 및 병렬연결
1) 캐패시터의 병렬연결
① 아래의 회로를 구성하고, 커패시터 C1, C2로는 각각 1uF, 0.47uF를 사용하고, Vs
로는 파형발생기를 사용하여 100Hz, 15Vp-p의 정현파를 인가한다.
② a,b점간의 전압을 멀티미터로 측정하여 기록한다.
③ 멀티미터를 교류전류의 측정상태로 설정한 후, a점을 흐르는 교류전류 I를 측정하라.
④ 식을 이용하여 임피던스 Z를 계산하라.
⑤ 실험과정 ④에서 구한 Xc를 이용해 캐패시터의 합성 용량 Ct(실험값)를 구하라.
⑥ 커패시터의 합성 용향 Ct(이론값)를 구하라.
[ⓐ-ⓑ점간 전압]
I[mA]
Z(=X)
(실험값)
(이론값)
9.618
0
1073.13
1.452uF
1.47uF
2) 캐패시터의 직렬연결
① 아래의 회로를 구성한다. 커패시터 C1, C2로 1uF 를 사용하고, Vs
로는 파형발생기를 사용하여 100Hz, 15Vp-p를 인가한다.
② a,b점간의 전압을 Vct를 멀티미터로 측정하여 기록한다.
③ a점에 흐르는 전류 I(교류)를 측정하라.
④ 식을 이용하여 임피던스 Z를 계산하라. 이때, 식의 Vs로는 위의 실험과정 ②에서 구한
Vct를 사용한다.
⑤ 실험과정 ④에서 구한 Xc를 식에 대입하여 캐패시터의 합성 용향 Ct(실험값)를 구하라.
⑥ 식을 이용하여 캐패시터의 합성 용량 Ct(이론값)를 구하라.
I[mA]
Z(=X)
(실험값)
(이론값)
9.696
0
3184.71
457.4nF
500nF
(3) RC 직렬회로의 특성
① 회로를 구성하고, 저항 R로는 1KΩ울 사용하고 캐패시터 C로는 0.47uF를 사용한다.
또한, Vs로는 200Hz, 15Vp-pdnk 정현파를 인가한다.
② 리액턴스(Xc)를 계산하여 기록한다.
③ 임피던스 Z(이론값)를 계산하여 기록한다.
④ Vr과 Vc를 오실로스코프로 측정하여 기록한다.
⑤ Vr은 오실로스코프의 채널1로 측정하고, Vc는 채널2로 동시에 측정하여 다음의
그림에 그 파형을 그려라.
⑥ 그린 파형을 참조하여 Vr과 Vc간의 위상차를 구하라.
Vr과 Vc간의 위상차 : []
⑦ 를 계산하여 기록한다.
⑧ a점의 전류 I를 측정하라.
⑨ 임피던스 Z(실험값)를 계산하고, 이때 Vs는 멀티미터로 저항과 캐패시터 (R-C)간에
걸린 전압을 측정하여 사용한다.
⑩ 캐패시터를 0.22uF로 바꾸고 위의 실험과정을 반복한다. 다만 ⑤와⑥은 반복하지 않는다.
커패시터
Xc(계산)
Vr
Vc
I[mA]
Z(이론값)
Z(실험값)
Vs
0.47uF
0.22uF
RC 직렬회로의 특성
<그림 6.12>RC회로의 위상차의 측정
5. PSspice 시뮬레이션
대상회로 : 그림6.8의 회로
시뮬레이션할 내용 : 저항에 걸리는 전압(VR)과 캐패시터에 걸리는 전압(Vc)의 위상차를
관찰한다.
시뮬레이션의 주의사항 : 저항과 캐패시터에 걸리는 전압은 전압차 프로브를 이용하여 측정한다.
시뮬레이션 조건 : Transient 해석, Run to time : 30ms, 교류전원의 입력 및 파라미터의
설정
시뮬레이션 결과 : 각 소자의 특성에 따른 전류 및 전압의 신호지연을 이해한다.

키워드

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