기초전자실험 - RLC 회로 실험

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값은 0.797kHz이었다. 그런데 실험할 때 이론적으로 계산을 하지 않고 전체적으로 같은 간격으로 측정하다 보니 0.8부근의 데이터의 수가 매우 적어서 공명진동수를 찾기 힘들었다. 먼저 이론적 값을 알고 0.75~0.8kHz부근의 f를 많이 사용했다면 정밀하고 정확한 공명진동수 값을 정할 수 있을 것이다.
두 번째 실험의 경우는 RLC회로에서 각 R, L, C에 걸리는 전압을 측정하여 R, L, C 값을 알아내는 실험이었다. 주파수를 일정하게 유지시키면서 전압을 변화시키고, 그 때 걸리는 전압을 가지고 그래프를 그리고 그 그래프의 기울기를 알아내면 R, L, C 값을 알아낼 수 있다. 그 이유는 우리가 그린 그래프의 형태가 일차함수 형태를 나타내는데, 그 기울기는 각각 저항, 유도 리액턴스, 용량 리액턴스, 임피던스를 말하였기 때문이다. 그러므로 R, L, C 값을 실험적으로 알아냈고, 실험값이 이론값과 크게 차이 나지 않았다. 이 값들은 크게 차이나지 않았지만 이상하게도 위상차는 이론값과 실험상으로 얻은 값의 차이가 컸다. 둘의 위상차는 1. 6rad 정도로 삼각함수의 반주기에 해당하는 정도로 나타났다. 이 오차의 원인은 사실상 알아내지 못하였다.
세 번째 실험은 오실로스코프를 사용하여 RLC회로에서 R, L, C 각각에 걸리는 전압의 파형을 관찰하고 이 전압간의 위상차를 확인해보는 실험이었다. 이 실험은 앞의 두 실험보다 세 실험중에 가장 오차카 컸다. 이론적으로는 이 의 위상보다 앞서고, 가 의 위상보다 앞서며, 과 의 위상이 만큼 차이가 나야 한다. 하지만 우리는 의 위상과 의 위상차가 -12.8°, 의 위상과 의 위상차가 90°, 의 위상과 의 위상차가 102.8°였다. 이론값과 크게 차이나지는 않지만 앞 실험에 비해서 오차가 컸다.
이번 실험의 오차의 원인에는 무엇이 있을까? 우선 DMM과 오실로스코프의 기계오차를 말할 수 있다. 또 Function generator가 안정한 상태가 아니라 불안정한 상태이므로 오차를 발생시키기 쉽다. 또 불안정한 상태이다 보니 0.01kHz단위로 주파수가 조금씩 변하기도 하였는데 이 차이는 10Hz의 차이임으로 실제로 무시할 수 있을지는 모르겠으나 적지 않은 차이가 나지 않을까 예상한다.
아쉽게도 RLC회로를 이론시간에 배우고 실험을 했다면 더 이해하면서 쉽게 하였을 것 같다. 그런 점이 아쉽기도 하지만 먼저 배웠기 때문에 이론시간에 도움이 되지 않을까 싶다.

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