물리실험보고서 - RLC 회로의 이해

RLC 회로의 이해

차 례
1. 탐구 동기 및 목적
가. 탐구 동기
나. 탐구 목적

2. 이론적 배경
가. RC회로
나. RL회로
다. RLC 회로
라. 공 진

3. 탐구내용 및 과정
가. 가설 설정
나. 실험 장치 및 준비물
다. 실험 방법

4. 탐구결과 및 분석
가. 환산 값 데이터 및 분석

5. 결론 및 고찰
6. 참고문헌

1. 탐구 동기 및 목적

가. 탐구동기

RLC 회로에 대한 성질과 공진에 대해서 탐구하고 RLC 회로의 공진주파수를 찾는다. RLC회로의 각 부분에 걸리는 전압을 측정하고 분석한다.

나. 탐구동기

RLC 회로에서의 공진에 대해서 이해하고 각 부분에 걸리는 전압의 위상에 대해서 이해한다.

2. 이론적 배경

가. RC 회로

RC 직렬회로는 저항 R과 축전기 C가 직렬로 연결되어 있는 회로이다.

그림 RC 회로

키르히호프의 법칙에 의해 전원장치의 기전력 , 저항에서의 전압강하 , 축전기에서의 전압강하 사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.
---------- (3)

그림 2 전류의 변화

(1), (2), (3)에 의해

전류의 변화

그림 3 전압의 변화
임을 알 수 있으며

이므로 아래와 같은 미분방정식을 얻을 수 있다.

전압의 변화
위 미분방정식의 해를 구하면

이 때, , 는 각각 처음 시각과 그때에 축전기에 들어있던 전하량이다. 처음 시각을 , 그때 축전기에 들어있던 전하량을 , 축전기가 가득 충전되었을 때 축전기의 전하량을 라 하면 위 식은 아래와 같이 바꿔쓸 수 있다.
---------- (4)
따라서 시간 t일 때 회로에 흐르는 전류의 량은

임을 알 수 있다. 따라서, 저항, 축전기에 걸리는 전압은 각각 다음과 같다.

....

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