기초회로실험 06 - RLC 회로의 과도 상태 특성, RC 회로 및 RLC 회로의 주파수 응답 특성

소개글

기초회로실험 06 - RLC 회로의 과도 상태 특성, RC 회로 및 RLC 회로의 주파수 응답 특성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 관련이론
2. 실험결과
3. 결론 및 토의
4. 레퍼런스

본문내용

구형파(square wave) 설정.
주파수는 100Hz(주기 10msec), 전압의 크기 1V.
, , 계산값
R
[Ω]
L
[mH]
C
[F]
R*
[Ω]
계 산 값
측 정 값
[s]
[mV]
100
100
0.1
203
9948.36
1015
10000
260
700
12083.05
1371.83
12160.67
200
100
0.1
303
9884.57
1515
10000
290
560
10833.08
1999.37
11016.04
1000
100
0.1
1103
8341.75
5515
10000
340
160
9239.98
5378.95
10697.14
100
100
0.2
203
6997.77
1015
7071
380
540
8267.35
1621.54
8424.87
200
100
0.2
303
6906.79
1515
7071
400
400
7853.98
2290.73
8181.23
1000
100
0.2
1103
4425.36
5515
7071
740
16
4245.40
5588.06
7017.82
RL은 페이져가 아니로 멀티미터기로 측정한 값을 말한다.
- 변형된 RLC회로
변형된 RLC 회로
위의 미분 방정식으로부터
damping coefficient와
natural frequency 유도하기
α값은 가 없을 경우 커지고, 가 작을수록 커진다.
도 가 없을 경우 커지고, 가 작을수록 커진다.
나. Low/High-Pass RC 회로의 주파수 응답
- Low-Pass RC 회로의 주파수 응답
정현파(sine wave) 설정. 전압의 크기 2V.
측정값
이론값
입력 정현파의 크기(V)는 VPP의 1/2이다.
출력 정현파의 크기(V)는 첨두치의 1/2이다.
Low-Pass RC 회로의
주파수 응답 측정 회로
입력 정현파의
크기 (V)
출력
정편파의
크기(V)
1000
159
1
1.02
1.02
0.17
4000
637
1
0.96
0.96
-0.35
8000
1270
1
0.82
0.82
-1.72
10000
1590
1
0.74
0.74
-2.62
20000
3180
1
0.48
0.48
-6.38
40000
6370
1
0.26
0.26
-11.71
80000
1270
1
0.16
0.16
-15.92
100000
1590
1
0.12
0.12
-18.42
- High-Pass RC 회로의 주파수 응답
정현파(sine wave) 설정. 전압의 크기 2V.
측정값
이론값
입력 정현파의 크기(V)는 VPP의 1/2이다.
출력 정현파의 크기(V)는 첨두치의 1/2이다.
High-Pass RC 회로의
주파수 응답 측정 회로
입력 정현파의
크기 (V)
출력 정현파의
크기(V)
1000
159
1
0.11
0.11
-19.17
4000
637
1
0.33
0.33
-9.63
8000
1270
1
0.67
0.67
-3.48
10000
1590
1
0.92
0.92
-0.81
20000
3180
1
0.93
0.93
-0.63
40000
6370
1
1
1
0
80000
1270
1
1.01
1.01
0.09
100000
1590
1
1.02
1.02
0.17
다. Low-Pass RLC 회로의 주파수 응답
정현파(sine wave) 설정. 전압의 크기 2V.
측정값
이론값
입력 정현파의 크기(V)는 VPP의 1/2이다.
Low-Pass RLC 회로의
주파수 응답 측정 회로
- (R=100Ω, L=100mH, C=0.1F)
입력 정현파의
크기 (V)
출력 정현파의
크기(V)
1000
159
1
1.06
1.06
0.51
4000
637
1
1.22
1.22
1.73
8000
1270
1
2.2
2.2
6.85
10000
1590
1
3.52
3.52
10.93
20000
3180
1
0.42
0.42
-7.54
40000
6370
1
0.12
0.12
-18.42
80000
1270
1
0.06
0.06
-24.44
100000
1590
1
0.02
0.02
-33.98
- (R=1KΩ, L=100mH, C=0.1F)
입력 정현파의
크기 (V)
출력 정현파의
크기(V)
1000
159
1
1.06
1.06
0.51
4000
637
1
1.08
1.08
0.67
8000
1270
1
1.06
1.06
0.51
10000
1590
1
0.92
0.92
-0.72
20000
3180
1
0.34
0.34
-9.37
40000
6370
1
0.12
0.12
-18.42
80000
1270
1
0.06
0.06
-24.44
100000
1590
1
0.04
0.04
-27.96
3. 결론 및 토의
- RLC 회로의 과도 응답 파라미터
오실로스코프에서 출력값이 10배로 나왔다. 설정이 잘못되어 있는 것 같았다. 측정봉에서 10배에 맞춰줬더니 결과값이 제대로 나왔다.
의 계산값과 측정값이 오차가 약간 발생하였는데 커패시터에서 측정하면서 오차가 발생한 것 같다. 또 measure을 사용하여 측정하였지만 정확한 t값을 측정하기가 쉽지 않았다. 그래서 여기서도 오차가 발생한 것 같다.
변형된 RLC회로에서 미분 방정식으로부터 damping coefficient와 natural frequency를 유도해보았다. α과 값 모두가 없을 경우 커지고, 가 작을수록 커졌다.
- 주파수 응답 (Low/High-Pass RC회로, Low-Pass RLC)
Low-Pass RC회로에서 의 값은 시간이 흐를수록 아래쪽으로 감소하는 그래프 모양을 나타내었다. High-Pass RC회로에서는 시간이 흐를수록 위쪽으로 증가하다가 어느정도되면 일정해지는 그래프 모양을 나타내었다.
Low-Pass RLC 회로에서 그래프는 약간 증가하다가 감소하는 모양이였다. 저항을 100옴에서 1000옴으로 더 크게 해주면 처음에 약가 증가하는 부분이 줄어들어 거의 티가 나지 않는 그래프 모양이 나왔다.
4. 레퍼런스
- 신회로이론 / 박송배 / 문운당 / p235 ∼ p249
- 회로이론(6th Edition) / William H.Hayt, Jr / Mc Graw Hill / p. 276 ∼ 278
- 회로이론 / James W.Nilsson / 한티미디어 / p.620∼621

키워드

기초회로실험,   RLC,   과도,   RC,   주파수,   과도 상태 특성,   RC 회로,   RLC 회로