테브난 정리와 최대 전력 전달

소개글

테브난 정리와 최대 전력 전달에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험 제목

2.관련 장비

3.관련 이론

4.실험 결과

5.고찰

본문내용

P = = 75.90㎽
600Ω 일때 P = = 69.77㎽
800Ω 일때 P = = 63.01㎽
1000Ω 일때 P = = 55.85㎽
c) 가변 저항의 변화에 따른 전력의 그래프
d) 위 그래프를 보면 알 수 있듯이 330Ω일 때 최대값의 전력을 가진다.
e) 계산된 VL과 측정된 VL값에 의한 전력 그래프를 비교해 보면 그렇게
큰 차이가 없는 것을 쉽게 알 수 있다.
Part 3. Maximum Power Transfer (Experimental Approach)
a) 아래와 같은 회로를 구성하라.
b) 등가회로를 구성하여라.
① a-a'를 개방시키고 전압원은 단락시킨다.
② RTh를 구하면.
RTh = (R1 +) // R4
RTh = (91Ω +) // 470Ω = (91Ω +132Ω)//470Ω
= 223Ω//470Ω = = 151.2Ω
RTh = 151.2Ω
③ ETh를 구하면.
V1 = AND V2 = 를 이용하면.
Rz = (R1 +) = 223Ω
VTh = = = 6.78V
VTh = 6.78V
b) 등가 회로를 구성 다음과 같다.
RTh = 151.2Ω 측정값 = 150.3Ω
VTh = 6.78V 측정값 = 6.72V
c) 위의 등가 회로에 가변 저항을 연결하여 저항 값을 변화시키며 VL을 구하고
구해진 VL을 이용하여 전력 값을 계산하여라.
(가변저항 값의 변화는 각 각 0Ω, 10Ω, 50Ω, 100Ω, 150Ω, 200Ω, 250Ω, 300Ω
350Ω, 400Ω, 450Ω, 500Ω으로 한다.)
V1 = AND V2 = 를 이용하면.
0Ω 일때 VL== 0V 10Ω 일때 VL = = 420.6㎷
50Ω 일때 VL== 1.68V 100Ω 일때 VL = = 2.7V
150Ω 일때 VL== 3.38V 200Ω 일때 VL = = 3.86V
250Ω 일때 VL== 4.22V 300Ω 일때 VL== 4.51V
350Ω 일때 VL== 4.73V 400Ω 일때 VL== 4.92V
450Ω 일때 VL== 5.07V 500Ω 일때 VL== 5.21V
P = 을 이용하면.
0Ω 일때 VL = 저항 값이 0이므로 계산 될 수 없음.
10Ω 일때 VL = = 17.64㎽ 50Ω 일때 VL = = 56.44㎽
100Ω 일때 VL = = 72.9㎽ 150Ω 일때 VL = = 76.16㎽
200Ω 일때 VL = = 74.5㎽ 250Ω 일때 VL = = 71.23㎽
300Ω 일때 VL = = 67.8㎽ 350Ω 일때 VL = = 63.9㎽
400Ω 일때 VL = = 60.52㎽ 450Ω 일때 VL = = 57.12㎽
500Ω 일때 VL = = 54.29㎽
RL(Ω)
0
10
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
①VL(계산값)
0
0.42
1.68
2.7
3.38
3.86
4.22
4.51
4.73
4.92
5.07
5.21
②VL(측정값)
가변저항값이0이 나오지않음
0.37
1.65
2.667
3.34
3.83
4.20
4.48
4.70
4.90
5.04
5.18
%오차
11.9
1.78
0.78
0.89
0.78
0.47
0.67
0.63
0.4
0.59
0.58
①을 이용하여
계산한(㎽)
PL(계산값)
계산불능
17.64
56.44
72.9
76.16
74.5
71.23
67.8
63.92
60.52
57.12
54.29
②을 이용하여
계산한(㎽)
PL(계산값)
가변저항값이0이 나오지않음
13.69
54.45
71.29
74.82
73.34
70.56
66.90
63.11
60.03
56.45
53.66
VL(10Ω) = = 11.9% VL(50Ω)= = 1.78%
VL(100Ω) = = 0.78% VL(150Ω) = = 0.89%
VL(200Ω) = = 0.78% VL(250Ω) = = 0.47%
VL(300Ω) = = 0.67% VL(350Ω) = = 0.63%
VL(400Ω) = = 0.4% VL(450Ω) = = 0.59%
VL(500Ω) = = 0.58%
P = 을 이용하고 측정된 VL 값을 이용하여 P의 값을 구하면..
0Ω 일때 VL = 가변저항값이 0이 나오지 않음.
10Ω 일때 VL = = 13.69㎽ 50Ω 일때 VL= = 54.45㎽
100Ω 일때 VL= = 71.29㎽ 150Ω 일때 VL= = 74.82㎽
200Ω 일때 VL = = 73.34㎽ 250Ω 일때 VL= = 70.56㎽
300Ω 일때 VL = = 66.90㎽ 350Ω 일때 VL= = 63.11㎽
400Ω 일때 VL= = 60.03㎽ 450Ω 일때 VL= = 56.45㎽
500Ω 일때 VL = = 53.66㎽
검토 및 고찰
☞ 이번 실험에서 ETh과 RTh를 이론에 따라 구한 결과와 실험을 통한 측정 결과를
비교해 본 결과 오차의 범의가 작았다.
또한 직병렬 계산을 통한 값으로 보아도 테브난의 정리를 이용하여 구한 값과 거의
일치했음을 보였다. 약간의 차이는 소수점 이하의 반올림에 의한 것이므로 무시해도
된다고 생각하였다.
따라서 테브난의 정리는 증명되었다고 생각한다.
☞ 가변 저항을 이용하여 RTh을 구현하고 전압을 조정하여 ETh을 구현하여 등가회로를 구성
한 후 IL과 VL을 구한 후 이를 계산 값과 비교 해 본 것으로 실험에서 ETh과 RTh를 구 하는 과정을 보였다고 생각한다.
☞ 위의 그래프를 보면 알 수 있듯이 계산을 통한 전력전송과 측정에 의한 전력전송의
그래프를 보면 거의 같음을 알 수 있다.
이는 이론과 실험이 일치되었음을 증명한 것이고 RL=RTh일때 가장 높은 수치가
나온 것으로 보아 최대 전력전송이 이곳에서 이루어 졌음을 알 수 있다.
따라서 RL=RTh일때 최대 전력전송이 된다는 것이 증명 되었다고 생각한다.
☞ 계산을 통한 전력 값과 측정을 통한 전력 값이 오차가 큰 것은 VL의 오차가
전력을 구하면서 VL의 값이 제곱이 되면서 오차가 커졌기 때문이다.
☞ 이번 실험에서 가장 어려웠던 점은 가변 저항의 수치를 조정하는 것이었다.
수치를 정확하게 조정하기도 어려웠지만, 저항치를 조정한 후 저항치가 점점
낮아지는 현상이 일어났다.
이로 인해 데이터 값을 얻어 내는데 어려움을 느끼게 되었다.

키워드

테브난 정리,   최대 전력 전달,   가변 저항