[일반물리학 실험] R-L-C 회로 측정

[일반물리학 실험] R-L-C 회로 측정

1. 목적
① R, L, C 각 소자의 특성을 알아본다.
② 교류 회로에서의 전압과 전류 사이의 위상개념을 이해하고, 교류 회로에서의 임피던스에 대해서 알아본다.

2. 실험 기구
RLC회로 상자(SG-7120), 디지털 전류계, 디지털 전압계, 슬라이닥스

3. 기본 원리
교류 회로에서 도체내의 전자는 계속해서 방향을 바꾸어 흐른다.
그러므로 전압과 전류 또한 계속해서 변하는데 전압 와 전류 는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

(1)
(2)

여기서
: 최대 전압
: 최대 전류
: 시간
: 각 진동수
: 초기 위상 각

다음은 R, L, C의 직렬 회로이다.

이 회로에서 각각의 소자에 걸리는 전압은

이다.
이므로

이며
과 는 에 대해 각각 , 의 위상차를 가지고 있다.
따라서 과 은 과 각각 , 의 위상차를 가지고 되는 것이다.
이것을 그림으로 나타내면 다음과 같게 된다.

그림에서처럼

이다.
한편, , , 은 일때 이므로

여기서 의 에 해당하는 과 을 각각 유도 리액턴스 , 전기용량 리액턴스 라고 한다.

각각의 단위는 , , , 이다.
따라서

이다.
이로부터 교류 임피던스 는

이고, 위상각 는

이다.

4. 실험 방법
[ R - C 회로 ]

① 위와 같이 장치를 설치한다.
② RLC회로상자에 저항과 콘덴서를 연결하고 코일단자에 리드선을 연결하여 R-C회로를 구성한다.
③ 저항은 30, 축전기를 47으로 한다. 이 때의 저항 및 축전기 용량을 표1에 기록하여라.
④ 전류계를 연결하고 슬라이닥스를 돌려 전류계의 전류 이 10가 되게 한다.
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