RLC회로

소개글

RLC회로에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

저항
가 되는 이론 시간
가 되는 관측 시간
10
0.0463
0.5545-0.5000=0.0545
11
0.05093
0.5595-0.5000=0.0595
12
0.05556
0.5445-0.5000=0.0445
13
0.06019
0.5605-0.5000=0.0605
14
0.06482
0.5695-0.5000=0.0695
[실험2](RL 직렬 연결 흐름길의 직류 특성 조사)
저항
가 되는 이론 시간
가 되는 관측 시간
1.0
0.00008
0.5075-0.5000=0.0075
1.1
7.27E-05
0.5055-0.5000=0.0055
1.2
6.67E-05
0.5045-0.5000=0.0045
1.3
6.15E-05
0.5030-0.5000=0.0030
1.4
5.71E-05
0.5025-0.5000=0.0025
[실험3](RC 직렬 연결 흐름길의 교류 특성 조사)
f
최고 전압의 시간 차이 t
위상 차이
들이저항 Xc
온저항Z
5 Hz
0.003 초
31.4 rad
0.09 rad
70771.4
65588.7
f
최고 전압의 시간 차이 t
위상 차이
들이저항 Xc
온저항Z
10 Hz
0.003 초
62.8 rad
0.18 rad
3538.5
3677.1
[실험4](RL 직렬 연결 흐름길의 교류 특성 조사)
f
최고 전압의 시간 차이 t
위상 차이
들이저항 XL
온저항Z
5 Hz
0.016초
31.4 rad
0.5 rad
114.4
1006.5
f
최고 전압의 시간 차이 t
위상 차이
들이저항 XL
온저항Z
10 Hz
0.005초
62.8 rad
0.37rad
251.2
1031.1
[실험5](RLC 직렬 연결 흐름길의 교류 특성 조사)
f
들이저항 XL
들이저항 XC
온저항Z
위상 차이
위상 차이
30 Hz
188.5 rad
754
1178.9
1086.5
2.82rad
0.18rad
f
들이저항 XL
들이저항 XC
온저항Z
위상 차이
위상 차이
25 Hz
157.1 rad
628.4
1414.5
1272.0
2.8rad
0.47rad
5. Discussion
▶ 이 실험은 R,L,C 소자의 직류적 특성과 교류적인 특성을 조사하는 실험으로 RC 회로, RL 회로를 직류와 교류 전원으로 각각 실험하고, RLC 회로를 교류 전원으로 측정하였다.
▶ 모든경우의 data file이 깨지는 바람에 거의 40여번에 걸쳐 한 실험중 각각 2～3개의 데이터로 분석하였으므로 제대로 된 분석을 할 수 없어 아쉬웠다.
▶ RC 회로의 직류적 특성 실험에서 충전 실험은 이론 시간과 관측 시간이 거의 차이 없이 나타나 성공적인 실험으로 보인다. 충전과 방전의 두 경우 모두 관측시간이 비슷하게 나오고 두 계산식이 같음으로 보아 대체적으로 잘된 실험으로 보인다.
▶ RL 회로의 직류적 특성 실험에서는 이론 시간과 관측 시간이 역시 많은 차이를 보였다. 게다가 충전과 방전의 경우 각각 다른 풀림 시간이 관측되었다. 이론 시간과 관측 시간의 오차는 R,L,C 소자의 값이 불분명해서일 수 있으나, 충전과 방전의 풀림 시간의 차이는 알 수 없었다. 그 원인을 분석해보기 위해 VL 값이 아닌 VR 값으로 계산을 해보았지만 역시 같은 결과가 나왔다. 그러나 회로에 1Volt 가 흐를 때의 VL 값이 0.186 이기 때문에 -0.37 Volt 값이 아닌 0.186 Volt 가 더 높은 -0.183 Volt 일 때의 시간을 살펴본 결과 0.028 초로 충전일 때의 값과 비슷한 결과를 얻었다. 이로써 RL 회로도 풀림시간이 비교적 정확히 측정된 것으로 추측된다. 단지 이론값의 확실함이 없어 비교 할 수 없다. 또한 나중에 실험후 저항상자의 저항을 재어보니 작지만 조금씩 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 그것또한 오차의 원인이라 할 수 있다.
▶ RC 회로의 교류적 특성 실험에서는 실험 데이터가 전압으로 기록되기 때문에 전압을 기준으로 값을 구하였다. 5Hz 교류 실험에서 위상차를 전압의 최대치를 이용하여 구하였는데, 그 위상 차이는 약 5.15 도로 현저한 차이를 보이지 않았다. 10Hz 교류 실험에서 위상차를 다시 구하였지만 10.3 도로 두 배의 차이를 보였으나 역시 현저한 차이는 볼 수 없었다.
이것은 오차의 원인이 기계의 오류에 있거나 회로를 연결함에 있어 여러가지 저항의 생성요인에 의해 도선자체에서도 발생할 수 있는 오차의 크기에서 나타난다고 할 수 있다.
▶ RL 회로의 교류적 특성 실험에서는 RC 회로와 마찬가지로 5Hz 교류와 10Hz 교류의 두 종류의 교류로 실험을 하였는데, 각각 위상차는 28.6 도와 21.6 도로 RL 회로에서 전압은 VL 이 VR 보다 위상이 느리다는 결과를 얻었다. 그러나 위상차 90도를 얻지 못하였다.
다음 RLC 회로의 교류적 특성 실험에서는 30Hz와 25Hz의 두 교류를 가지고, 30Hz 교류는 최고 전압을 2V로 주었고 25Hz 교류는 1V의 최고 전압을 주었다. 이 실험에서도 위상차는 앞서 실험한 RC,RL 회로의 교류 실험에서와 비슷한 결과를 얻었다. 두 경우 모두 VL의 위상차는 162도로 큰 값이 나왔고, VC의 경우 10.8도와 27도로 작은 값이 나왔다. 역시 VL은 VR 보다 위상값이 느린 것으로 측정되었다. 그러나 VC의 경우는 이론과 다르게 VR 보다 위상이 빨랐다. 그리고 VL의 경우 90도가 아닌 162도라는 큰 값이 나왔다.
6. Reference
새 대학 물리 2, 서울대학교 물리교재 편찬위원회, 교문사, 서울, 1998.
Fundamentals of physics, David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Wiley & His Sons, New York, 1993. (178～205page)
http://physlab.snu.ac.kr(물리학및 실험2 여름학기-실험6)
물리학 및 실험 2
결 과 report
실험 2-6. R.L.C흐름길의 특성
(직류, 교류 및 껴울림특성)
제출일 : 2000년 7월 19일
과목명 : 물리학및실험2 (002강좌, c반)
담 당 : 조교님
학 과 : 지구환경시스템공학부
학 번 :
성 명 : (9조)

키워드

RLC회로,   RLC 직렬 연결,   Theory