기초회로실험 - 브리지에 의한 LC 측정

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기초회로실험 - 브리지에 의한 LC 측정에 대한 보고서 자료입니다.

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본문내용

표시하는 척도가 Q-지수이다.
(2)식 7(a),(b) 유도
그림 1과 비교할 때 이 와 의 결합으로, 가 미지 커패시터의 병렬형 모델로 각각 채워진 것을 볼 수 있다. 저항 을 조절하여 브리지가 평형상태에 도달하면, 식 3에 의해서
의 관계가 성립한다. 이 식에서 실수부와 허수부를 분리시키면, 각각
가 된다. 미지 커패시터의 구성이 병렬형임을 감안하여 위 식을 식 4(b)에 대입하면, 의 D-지수 는
가 된다.
(3)식 11(a),(b)유도
식 3의 평형조건을 적용하면
의 관계가 성립한다. 실수부와 허수부를 분리하면
를 얻는다. 미지 인덕터의 구성이 병렬형임을 감안하여 식10(a)를 식 8(a)에 대입하면, 의 Q-지수 는
가 된다.
(4)Shering 브리지와 Wien 브리지
A.Shering 브리지
정전 용량 측정 : 용량계나 충격 검류계를 이용하여 표준 콘덴서의 용량과 비교한다
콘덴서의 손실이나 정전 차폐에 주의해야 하며, 접지 장치를 반드시 사용해야 한다
정전 용량이나 유전체 손실각의 측정에 사용된다
측정하려는 콘덴서나 케이블의 등가 용량 , 등가형 저항 , 표준 콘덴서 , 평형용 콘덴서 C, 가변 저항 P, Q와 교류 전원 및 수화기를 접속하고 C, P, Q를 조정하여 브리지를 평형시키면,
て알루미늄 또는 탄탈 콘덴서와 같이 유극성 콘덴서의 용량을 측정할 때에는 브리지의 교류 전원과 별개의 전원을 직렬로 접속하고, 이 때 직류 전원의 극성과 피측정 콘덴서의 극성을 같은 극성끼리 묶이도록 회로 구성을 해야 한다. 직류 전압은 교류 전압의 파고값보다 크게 걸어 준다.
B.Wien 브리지
사인파 발진기 중 보편적인 형태가 아래그림과 같은 빈 브리지 발진기이다. 이 회로는 연산증폭기의 두 입력에서 각각 되먹임 경로를 가지고 있다. 즉, 비반전 단임 경로에 전압 분배 회로가 사용되었다. 이와 같은 구조를 빈 브리지형이라 한다.
양되먹임 경로에 의하여 위상 천이 없이 공진 주파수의 재생적인 되먹임을 성취 진상 회로
은 HPF로, 지상 회로 는 LPF로 각각 동작한다. 이 이 때, 발진 주파수는 은
이다. 빈 브리지 발진기의 동작 주파수는 연산 증폭기의 전파 지연 때문에 1[㎒]이하로 제한된다. 발진 주파수 에서 진상-지상 회로망이 되먹임비 B=1/3의 최대값에 도달하고, 이 때 위상각은 0°가 된다. 따라서, 루프 이득 BACL=1이 되기 위한 폐로이득 ACL=3이다. 루프 이득이 1이 되기 위하여 /=2가 되어야 한다.
위의 조건을 달성하기 위한 실제 회로는 위의 그림에 나타내었다.
6.결과보고사항
(1)직렬형 비교 브리지 : 표1
주파수(㎐)
500㎐
1000㎐
5000㎐
10000㎐
(㏀)
1.44㏀
1.55㏀
1.45㏀
1.42㏀
0.144㎌
0.155㎌
0.145㎌
0.142㎌
0.9372
1.8849
9.4248
18.8496
이론치
1.5㏀
1.5㏀
1.5㏀
1.5㏀
상대오차
=4%
=3.3%
=3.3%
=5.3%
①500㎐ 일 때
②1000㎐ 일 때
③5000㎐ 일 때
④10000㎐ 일 때
(1)병렬형 비교 브리지 : 표2
주파수(㎐)
500㎐
1000㎐
5000㎐
10000㎐
(㏀)
0.57㏀
0.64㏀
0.70㏀
0.60㏀
0.057㎌
0.064㎌
0.07㎌
0.06㎌
이론치
1㏀
1㏀
1㏀
1㏀
상대오차
=43%
=36%
=30%
=40%
①500㎐ 일 때
②1000㎐ 일 때
③5000㎐ 일 때
④10000㎐ 일 때
(3)Maxwell-Wien 브리지 : 표3
①500㎐ 일 때
주파수(㎐)
500㎐
1000㎐
5000㎐
10000㎐
1.42
1.55
1.54
1.41
3.20
2.68
2.91
3.51
0.32
0.26
0.29
0.35
0.446
0.974
4.838
8.859
의 이론치
1.5㏀
1.5㏀
1.5㏀
1.5㏀
의 이론치
3㏀
3㏀
3㏀
3㏀
의 상대오차
=5.3%
=3.3%
=2.6%
=6%
의 상대오차
=6.7%
=10.7%
=3%
=17%
②1000㎐ 일 때
③5000㎐ 일 때
④10000㎐ 일 때
7.비고 및 고찰
이번 실험은 임피던스 브리지를 이용하여 인덕턴스, 커패시턴스를 측정하여 원리를 이해하고, 그 방법을 익히는 실험이었다.
실험은 직렬형, 병렬형 비교 브리지와 맥스웰-빈 브리지 실험을 하였고, 헤이브리지는 실험 하지 못했다.
검류계가 없어서 오차도 조금 많이 났지만 그래도 수월하게 실험을 진행할 수 있었다. 이러한 면이 오차의 원인이라 생각한다. 다음 실험에서는 오차 원인을 줄이도록 노력해야 겠다.

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기초회로,   실험,   브리치,   LC 측정