병렬 회로

목차

1. 실험 목적

2. 관련 이론

3. 실험 기기

4. 실험 방법

5. 실험 결과 및 고찰

본문내용

--------------------------------------------1대
⑤ Bread Board------------------------------------------------------1개
⑥ 콘덴서(0.47[])--------------------------------------------------1개
⑦ 리액턴스(10[])--------------------------------------------------1개
⑧ 리드선-----------------------------------------------------------다수
⑨ 멀티미터---------------------------------------------------------1대
4. 실험 순서 및 실험 방법
① < 직병렬 접속 회로 > 그림과 같이 회로를 연결한다. 그리고 회로에 직렬전원을 연결하 고 스위치 만 닫고 나머지는 모두 연다. 그리고 를 측정하여 측정값을 표에 기 록한다.
② 옴의 법칙 키르히호프 법칙을 이용하여 의 계산값을 구하고 측정값과 비교해본다.
③ < L 회로 > 회로에 교류전원을 연결하고 열고 는 닫아서 R-L직렬회로로 만든 다음 오실로스코프를 이용해서 전압전류의 파형을 그리고 위상차,주기,주파수를 구한다.
④ < C 회로 > 열고 는 닫아서 R-C직렬회로로 만든 다음 오실로스코프를 이용해 서 전압전류의 파형을 그리고 위상차,주기,주파수를 구한다.
⑤ < R-L-C 병렬 회로> 이제 병렬회로에서의 임피던스를 측정한다, 먼저 만을 열고 나머지는 모두 닫는다.
⑥ 회로와 오실로스코프, function generator를 연결한다.
⑦ function generator의 주파수 범위 버튼을10 kHz에 맞춘다.
⑧ 의 양단전압 이 최소가 되는 점까지 주파수 증감시켜가며 조정한다. 이렇게 함으로 써 어떤 주파수 양측 근방에서 이 증가하고 있음을 알 수 있다. 이때 주파수 을 공진주파수라 한다. 이 공진주파수 을 표에 기록한다. 오실로스코프를 이용하여 공진 시 R의 양단 전압 과 LC 병렬연결 양단 전압 를 측정하여 표에 기록한다. 이때, LC 병렬연결 양단의 전압은 매우 낮으므로 오실로스코프의 측정전압 범위를 조절한다.
⑨ 공진주파수 을 기준으로 ±5 kHz 를 바꿔가며 저항과, 인덕터의 전압을 측정 기록한 다.
⑩ 과 의 peak-to-peak 전압을 실효값으로 바꾼다.
⑪ 선 전류 를 계산하여 표에 기록한다.
⑫ 선 전류 와 주파수와의 관계를 그래프로 나타낸다.
⑬ 병렬연결의 임피던스를 계산하여 표에 기록한다.
⑭ 임피던스 와 주파수와의 관계를 그래프로 나타낸다.
5. 실험 결과 및 고찰
저항의 직병렬 회로에서의 전압전류
전압
10[V]
저 항 [kΩ]
전 류 [A]
전 압 [V]
계산값
1
2
3
2.2
4.54
2.724
1.836
10
4.54
5.448
5.508
측정값
0.992
1.97
2.99
2.18
4.6
2.786
1.836
10.09
4.6
5.5
5.5
L 회로
위상차 : (0.4 / 5) * 360 = 28.8
주 기 : 0.2 ms * 5칸 = 1 ms
주파수 : f = 1/T = 1/1ms = 1kHz
C 회로
위상차 : (1.2 / 5) * 360 = 86.4
주 기 : 0.2 ms * 5칸 = 1 ms
주파수 : f = 1/T = 1/1ms = 1kHz
주파수 증감에 따른 저항,인덕터의 전압
저항 1 카패시턴스 0.47 인덕터 10
주파수
주파수(Hz)
-5
2989
0.488
0.016
0.3451
0.0113
-4
3983
0.486
0.02
0.3437
0.0141
-3
4968
0.48
0.026
0.3394
0.0184
-2
5979
0.475
0.038
0.3359
0.0269
-1
6947
0.47
0.052
0.3323
0.0367
7927
0.42
0.065
0.2969
0.0459
+1
8919
0.46
0.055
0.3253
0.0389
+2
9973
0.48
0.04
0.3394
0.0283
+3
10620
0.485
0.034
0.3429
0.0240
+4
11510
0.488
0.028
0.3451
0.0198
+5
12635
0.488
0.024
0.3451
0.0170
주파수 증감에 따른 선전류와 임피던스
주파수
-5
0.0003451
32.7441
-4
0.0003437
41.0241
-3
0.0003394
54.2133
-2
0.0003359
80.0834
-1
0.0003323
110.4424
0.0002969
154.5975
+1
0.0003253
119.5819
+2
0.0003394
83.3824
+3
0.0003429
69.9913
+4
0.0003451
57.3747
+5
0.0003451
49.2611
주파수 - 전류 그래프
주파수 - 임피던스 그래프
고 찰
R-L 회로에서는 인덕턴스 값을 갖는 회로를 저항과 직렬로 연결한후 교류 전압을 가해 주었을때 파형을 관찰 해 보았다. CH1은 함수발생기과 인덕터 사이에, CH2를 인덕터와 저항 사이에 연결하고 주파수를 가했을 때 파형의 상태를 보았다. 그 결과 위상이 약 28.8정도 위상차가 나타남을 관찰할 수 있다.
R-C 회로에서도 커패시터와 저항을 직렬로 연결하고 교류파형을 가해 주고, CH1을 함수발생기과 커패시터 사이에 CH2를 커패시터와 저항 사이에 연결 하여 오실로스코프로 파형을 관찰해 보았다. 위상차가 86.4정도 나타났다.
R-L-C 병렬 회로실험은 실험 장치를 몇 번 사용해봤음에도 불구하고 실험 장치의 사용 미숙이 또 나타났다. 무척이나 아쉬운 점이지만 실험의 결과가 도출되어 뿌듯하다. 비교적 이론과도 맞아 떨어져 뿌듯하다. 이번 실험에서 가장 어려웠던 점은 오실로 스코프에서 그래프가 정확하게 일치하는 점을 찾는 것이었다.
이번 실험 역시 오차는 발생하였다. 오차의 원인으로는 측정시의 부정확함이 있을 수 있다. 오실로스코프의 그래프를 읽는데 상당히 어려웠다. 읽는 과정에서 상당한 오차가 발생할 수 있다. 이번 실험을 통해 공진회로에서의 공진주파수와 임피던스에 대해 알 수 있었다.

키워드

R-L-C,   병렬,   임피던스