[자연과학] RLC 공진회로

RLC 공진회로

1. 실험 목적

주파수 변화에 따른 RLC 병렬회로의 전류와 임피던스의 변화를 실험을 통하여 확인하고, RLC 병렬회로의 공진주파수를 찾는다.

2. 이론

A. 공진 주파수
L과 C가 병렬로 연결된 그림 1의 회로를 생각 하자. 여기서, 인 조건을 만족시키는 주파수를 병렬공진이 일어나는 공진 주파수로 정의하고, 이때의 는
로 주어진다. 여기서,
,

이다.

B. 전류
식 , 에 의하면 주파수 가 공진주파수 보다 클 때, 인덕터의 리액턴스은 콘덴서의 리액턴스보다 크게 되고 반대로, 주파수 가 공진주파수 보다 작을 때, 인덕터의 리액턴스은 콘덴서의 리액턴스보다 작게 된다. 따라서 병렬 공진회로의 임피던스 는 공진시 최대값을 갖게 되고, 총 전류인 선전류는 공진시 최소값을 갖게 된다.
C. 임피던스
임피던스는 공진시 최대이다. 또한, 저항을 병렬회로에 직렬로 연결한 회로를 이용하여 에 걸리는 전압을 측정하면 선전류 를 구할 수 있다.
최소 선전류, 즉양단전압이 최소인 경우의 주파수가 공진 주파수이다. 또한, 공진시 LC 병렬연결에 전체에 걸리는 전압를 측정하여 LC 병렬연결의 임피던스 Z를 구할 수 있다.
3. 실험결과
주파수
주파수(㎐)
6254
7.28
1.31
2.24

584.82

7254
7.06
1.78
2.17
820.28
8254
6.58
2.59
2.02
1282.18
9254

5.23

3.98
1.61
2472.05
10254
2.34
…

6.02

857.14