[실험] RLC 회로에 관한 실험

소개글

[실험] RLC 회로에 관한 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 결과
2. 결과 분석 및 오차 원인
3. 문제 풀이
4. 참고 문헌

본문내용

위상차를 알아보자.
교류전압의 주기
위상차
오차 (%)
T = 1/f = 10 (ms)
ㅿΦ = 0 (ms)= ( 0 ) x T
0
⇒ 전류는 옴의 법칙에 주어진 바와 같이 기전력(emf)에 비례해서 증가 또는 감소하고, 전류와 전압은 같은 위상을 가지고 있으며 에너지는 저항에서 모두 열로 전환된다.
[실험 2-2] 콘덴서만의 회로
⇒ 교류전원과 C만의 회로를 구성하고, C에서 전압과 전류의 위상차를 구하는 실험이었다.
⇒ 관측된 두 개의 파가 최대값을 가지는 위치를 확인, 두 파의 위상차를 알아보자.
교류전압의 주기
위상차
오차 (%)
T = 1/f = 10 (ms)
ㅿΦ = -2.5 (ms)= (-0.25) x T
0
⇒ 단순히 그래프만을 보아도 전류의 위상은 전압의 위상보다 빠르다는 것을 알 수 있었다.
[실험 2-3] 인덕터만의 회로
⇒ 교류전원과 L만의 회로를 구성하고, L에서 전압과 전류의 위상차를 구하는 실험이었다.
⇒ 관측된 두 개의 파가 최대값을 가지는 위치를 확인, 두 파의 위상차를 알아보자.
교류전압의 주기
위상차
오차 (%)
T = 1/f = 0.5 (ms)
ㅿΦ = 0.12 (ms)= (0.24) x T
4
⇒ 단순히 그래프만을 보아도 전류의 위상은 전압의 위상보다 늦다는 것을 알 수 있었다.
[실험 3] RLC 교류공명회로
공명주파수 fe (Hz)
이론적 공명주파수 f (Hz)
오차(%)
121
141
(f-fe)/f x 100 = 14.2
*이론적 공명주파수 : = 141 Hz
(L = 12.7 mH, C = 100uF)
*주요한 오차 원인
⇒ 실험상에서는 스마트커서의 사용이 사용자가 정확한 측정을 하기에 어려워 오차가 발생했다.
⇒ 저항이 이번 실험에 미치는 영향이 큰데, 회로의 저항과 인턱터와 축전기의 내부저항의 요인으로 오차가 발생하였을 가능성이 매우 크다.
3. 문제 풀이
*실험 1 부분
① t=0 일 때 전압이 바로 V0 가 되지 않는 이유는 인덕터 내부에도 저항이 있기 때문에 인덕터에 전압이 걸리는데 약간의 시간차가 발생한다. DC전압을 OFF할 때도 같은 이유로 전압이 바로 0이 되지 않는다.
② 이상적인 인덕터의 경우에는 t=0 일 때 전압이 거의 바로 V0 가 되는 그래프가 만들어질 것이다.
③ 인덕터에 철심을 넣은 경우가 넣지 않은 경우보다 동일한 전류에서 인덕터를 지나는 자속이 더 크기 때문에 인덕턴스 값이 더 크다.
*실험 3 부분
① 인덕터의 내부저항은 임피던스를 구하는 식에서 Rtot = R + RL으로 원래 저항과 합하여 계산하면 된다. 내부저항이 0에 가까울수록 전체 저항은 작아지게 된다.
② 에서 공명 주파수 f보다 작은 주파수에서는 Zc를, 높은 주파수에서는 ZL를 나타내기 때문에, 곡선은 정확하게 좌우 대칭이 이루어지지 않는다.
③ I∝V이므로 결과 값의 R-L-C공명곡선과 비례한다. 즉, 그래프의 개형도 R-L-C공명곡선과 같은 경향으로 나온다.
4. 참고 문헌
연세대 물리실험실 http://phylab.yonsei.ac.kr/
Young Freedman 일반물리학

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