아주대학교 일반물리학 실험 결과보고서 실험21 RLC회로 2019-1학기

소개글

아주대학교 일반물리학 실험 결과보고서 실험21 RLC회로 2019-1학기에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

. 따라서 임피던스는 회로의 총 저항과 같다고 할 수 없다. 이론적인 값과 차이가 나는 이유는 커패시터와 인덕터 내부에 내부저항이 있기 때문이라고 볼 수 있다.
2. 실험과정 및 결과에 대한 토의
실험1.
이번 실험은 RLC회로에서 주파수의 크기를 바꿔가며 주파수에 의해 변화하는 전압과 고정된 저항값을 통해 전류의 최대값을 구하는 실험이었다. 주파수를 변화시켜 주파수가 공진 주파수가 되었을 때 임피던스의 식 에서 의 값이 0이되고 Z=R이 되므로 전류의 크기는 최대가 된다. 이 때의 현상을 공진현상이라고 한다. 공진현상이란 코일과 축전기가 함께 있는 진동회로에서 교류전원의 주파수와 회로의 고유주파수가 같을 때 회로에 큰 진동 전류가 흐르는 현상을 말한다. 전류의 값이 최대가 되는 지점은 100Hz에서부터 120Hz사이의 주파수 범위 내에 있었다. 실험 1을 통해 공진 주파수의 대략적 위치를 가늠 할 수 있었다.
실험2.
이번 실험에서는 데이터 스튜디오를 통해 각 축에서의 전압의 위상이 같아지는 지점 즉 그래프의 파형이 타원에서 직선형태로 변화하는 지점의 주파수를 찾아내는 실험이었다. 데이터 스튜디오의 X축에 VR을 Y축에 VS를 놓았다. 주파수의 크기가 공진주파수의 값과 다소 차이가 있다면 X축과 Y축의 전압의 위상이 다르므로 첨부된 그래프의 모양을 보면 알 수 있듯이 타원의 형태로 나타나지만 주파수가 공진주파수 부근에서는 X축과 Y축의 전압의 위상이 같아지므로 그래프의 파형이 직선의 형태로 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 이 때 그래프의 파형이 직선의 형태로 나타난 점이 103Hz 부근이었다. 그래프의 파형을 눈으로 확인 후 공진주파수를 정했으므로 공진주파수를 103Hz라고 단정 지을 수는 없다. 실험 1에서 전류의 최대값을 나타내었던 주파수의 범위가 100Hz에서 120Hz인 것으로 보아 두 실험 모두 같은 경향성을 보였다.
실험3.
이번 실험에서 측정한 공진주파수에서 출력전압과 전류를 측정해 총 저항값을 측정해 보는 실험이었다. 공진 주파수에서의 저항값이 의 값이 나오기 기대 했지만 계산값은 가 나왔다. 저항값과의 오차가 이 나왔다. 따라서 임피던스는 회로의 총 저항과 같다고 할 수 없다. 이론적인 값과 차이가 나는 이유는 커패시터와 인덕터 내부에 내부저항이 있기 때문이라고 볼 수 있다.
[3] 참고문헌
1. 김상열, 「물리학 실험 12판」, <아주대학교 출판부> pg 189~193 2018

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아주대학교,   RLC 회로 결과보고서,   일반물리학실험,   2019년 1학기