기초전기전자실험 - RC 및 RL 회로실험

RC 및 RL 회로 실험

실험목적
① RC 및 RL 회로실험
(1) R-L직렬 회로의 임피던스, 유도성 리액턴스, 위상각을 이해한다.
(2) R-C직렬 회로의 임피던스, 용량성 리액턴스, 위상각을 이해한다.
② RLC 회로 실험
(1)R-L-C직렬 회로의 임피던스, 리액턴스, 위상각을 이해한다.

실험장비
Function Generator, 오실로스코프, Bread board

관련이론
① R-L 직렬회로
그림 1과 같이 저항 R[Ω]과 인덕턴스 L[H]가 직렬로 접속된 회로에 각 주파수 [rad/s], V[V]의 정현파 교류 전압을 인가했을 때 R, L에 흐르는 전류를 라 하고 R, L양단의 전압을 각각 , 이라고 하면 다음의 관계가 성립한다.

그림 R-L 직렬 회로

여기서 공급전압

가 되고

여기서 를 회로의 임피던스라 하고 전압과 전류와의 위상차 는

이 된다. 또 , , , 의 위상관계를 나타내면 그림 2와 같은 벡터도가 된다. 여기서 는 와 동상이고 은 보다 빠르므로 와 의 벡터합인 는 보다 만큼 앞서고 있음을 보여주고 있다. 또한 I와 Z의 절댓값을 구하면

이 된다.

그림 R-L 벡터도

그림 1에서 유도 리액턴스 에 걸리는 전압을 , 저항 R에 걸리는 전압을 라 하면, 다음 식들이 성립된다.

② R-C 직렬회로

그림 R-C 직렬회로

그림 4 R-C 벡터도

그림 3과 같이 저항 과 캐패시턴스 가 직렬로 접속된 회로에 각 주파수 [V]의 정현과 교류 전압을 인가했을 때 R, C에 흐르는 전류를 I라 하고, R, C양단의 전압을 각각 , 이라고 하면 다음의 관계가 성립한다.

여기서, 를 회로의 임피던스(impedance)라 하고 전압과 전류와의 위상차 는

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