[전기전자실험] RC RL 주파수응답

실험 2 RC RL 주파수응답

요약 - 새로운 개념인 임피던스를 알아본다. 그리고 RC, RL회로에서 주파수에 따른 출력의 변화를 예측하고 커패시터와 인덕터의 특성과 관련지어 이해한다. 또한 커패시터와 인덕터의 특성을 이용한 filter에 대해서도 알아본다.

Ⅰ. 실험의 필요성 및 배경
커패시터와 인덕터의 특성을 이해하여 실제 회로에서 어떻게 이용할 수 있는지 알 수 있다. 상황에 따른 적절한 소자의 선택할 수 있다.

Ⅱ. 실험에 필요한 이론
A. 주파수와 시간[1]

그림1. 이론A. 주파수와 시간

1초에 몇 번 반복되는가 이것이 주파수라서 Hz라고 한다. 신호가 주기적으로 반복 될 때, 주기를 표현하는 방법 가운데 하나가 주파수이다. 어떤 신호가 한 주기 시간이 T라면 로 계산한다.

B. 주파수와 위상[2]

그림2. 이론B. 주파수와 위상

그림처럼 2개의 신호가 있을 때 신호의 시간 흐름에 따른 차이를 보이는데 0크로싱 되는 지점을 기준으로 시간차가 위상차 이다. 따라서 이것은 각도이다. 수학적으로 래디언으로 표시하지만 경우에 따라 이해하기 쉬운 각도 단위를 사용하면 된다.

C. 임피던스[3]
임피던스의 사전적 의미는 ‘방해, 저지’이다. 회로의 저항의 개념과 매우 유사하며 실제로도 그러하다. 그러나 중요한 점은 임피던스는 철저히 주파수를 가진 AC회로에서 응용되는 개념이다. 즉 임피던스는 주파수와 무관한 저항 R에, 주파수 개념에 포함된 저항소자인 인덕터 L과 커패시터 C에 대한 개념이 포함된 AC개념의 보다 넓은 의미의 저항이다.
임피던스를 Z라고 표시하면 저항(R), 인덕터(L), 커패시터(C)의 임피던스는 아래와 같다. (단위는 Ω)

분류
임피던스
저항
R
인덕터

커패시터

표1. 각 소자의 임피던스

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