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물리실험 - 수동소자인 R, L, C 소자의 직류, 교류 특징을 이상적인 경우와 실제소자의 경우를 비교
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1. Abstract
전기 회로를 이루는 소자는 필요로 하는 기능을 수행하기 위해서 따로 에너지 공급이 필요한가 그렇지 않은가에 따라 능동소자와 수동소자로 구분할 수 있는데 이 실험에서는 수동소자인 R, L, C 소자의 직류, 교류 특징을 이상적인 경우와 실제소자의 경우를 비교하는 것이다.
2. 배경이론
1) RL 직류 흐름길
RL 직렬 연결 흐름에 갑자기 Vo의 전압을 가한 경우
가 된다.
미분 방정식을 풀면
여기서
2) RC 직류 흐름길
RC 직렬 연결 흐름길에서 갑자기 Vo의 직류전압을 가하면
이고 여기서,
이므로
이고 정리하면
이 미분방정식의 해는
이 경우 시간상수는
이고 흐름길의 전류는
3) RLC 흐름길에서의 껴울림
RLC 흐름길에 떨기 너비 Vo, 떨기수 f의 사인함수 형태의 전압을 가하면
이고 이므로
위 미분방정식의 해는 의 형태를 가지므로 위의 식에 넣어 풀면
가 된다.
4) R, L 또는 C 교류 흐름길
가. R로만 되어 있는 흐름길
여기에 인 전압
를 가하면 전류는
에서 구해지고
와 같고 이 경우 전압과 전류의 변화가 같은 위상이 됨을 알 수 있다.
나. 인덕턴스 L인 이끎개만 있는 경우
양 끝 사이의 전압이 이므로
가 되며,
적분하면
이고 이 경우 전류의 떨기가 전압의 떨기에 비해서 /2 라디안 뒤쳐져 있다.
R, L, C 회로에서의 시간에 따른 전압과 전류의 변화를 나타낸 결과는 다음과 같다.
3. 실험방법
1) 실험장치
이 실험의 실험장치는 다음과 같다.
RLC 상자 (1)
아날로그-디지탈 변환기 (1)
디지탈-아날로그 변환기 (1)
입력 단자대 (1)
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2013.12.26
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