실험6주차 예비보고서

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실험6주차 예비보고서에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

670V이다. 출력전압을 계산해보면,
입력전압을 , 저항을 , 커패시터를 , 입력전압의 주파수를 라 하면 가 된다.
임피던스 Z값을 구하면
회로에 흐르는 전류 I는
커패시터의 리액턴스 는
고로 출력전압 는
가 된다. 출력전압의 최대값은 약 4.98V이고, 출력전압은 입력전압보다 -5.38˚ 앞서있다. 측정값과의 오차는 약 0.01V이다.
실험5)그림13-2의 회로에서 입력을 30㎐, 3㎑, 30㎑로 하였을 때, 그 입출력 파형을 정확하게 비교하여 나타내고, 출력 전압의 크기가 주파수가 높아짐에 따라 어떻게 변화하는지를 기록하고 그 이유에 대하여 고찰하여라.
<30㎐일 때 입출력 그래프> <3㎑일 때 입출력 그래프>
<30㎑일 때 입출력 그래프>
시뮬레이션에서 주파수 30㎐일 때 입, 출력파형이 거의 동일하다는 것을 볼 수 있다.
3㎑일 때 출력전압의 최대값은 약 3.8193V, 30㎑일 때 약 493.934mV인 것을 확인할 수 있다. 각 출력전압을 계산해보면,
①주파수가 30㎐일 때
, , , 이므로
가 된다. 출력전압의 최대값은 약 4.995V이고 입력전압과의 위상차는 거의없다.
②주파수가 3㎑일 때
, , , 이므로
가 된다. 출력전압의 최대값은 약 3.64V이고 위상은 입력전압보다 -43.3˚ 뒤져있다.
③주파수가 30㎑일 때
, , , 이므로
가 된다. 출력전압의 최대값은 약 527.36mV이고 위상은 입력전압보다 83.94˚뒤진다.
주파수가 30㎐ → 3㎑ → 30㎑로 증가하면 출력전압의 최대값은 4.995V → 3.64V → 527.36mV로 감소하였다. 전압분배법칙에 따라 커패시터 양단의 전압 는
이므로 주파수 f가 증가함에 따라 값은 작아지게 되고 f가 작아질수록 는 입력전압 에 가까워지게 됨을 알 수있다.
*그림 13-1과 13-2의 회로를 저주파 통과 필터와 고주파 통과 필터로 이용하고자 한다. 앞서의 실험 결과들을 토대로 그림13-1과 13-2의 회로 중 저주파 통과 필터로 적합한 회로를 결정하고 그 이유를 설명하여라.
저주파필터라 함은 저주파수 교류 전압은 통과시키고 고주파수 교류 전압은 차단 시키는 것을 말하는데 실험에서 그림 13-1의 회로는 주파수가 커질수록(고주파일수록) 입 출력 전압이 같아지고 그림 13-2의 회로는 주파수가 작아질수록(저주파일수록) 입 출력 전압이 같아지는 것을 확인할 수 있었다. 고로 그림 13-2의 R-C회로에서 저주파일수록 출력파형이 입력파형에 가깝게 되기 때문에 그림13-2의 회로가 저주파 통과필터로 적합하다고 할 수있다.
4. 고찰
이번 실험에서 교류전압에서의 R-C, C-R회로를 알아보았다. R-C, C-R회로에서의 출력전압을 직접 계산하며 교류전압에서의 커패시터의 특성과 저항, 주파수에 따라 출력파형이 어떻게 변화하는 가를 확인할 수 있었다. 교류전압을 배우며 복소수를 많이 써보지 않아 생소하고 내용도 난이도가 있어서 많이 어려웠었는데 이번 실험의 시뮬레이션을 진행하며 관련 내용과 많이 친해질 수 있었다. 난해하고 막상 손에 잡히지않았던 부분은 많이 캐치할 수 있었다.

키워드

실험6주차 예비보고서,   교류전압에서의 커패시터,   PSpice 시뮬레이션