Name: 임피던스 측정 R-L-C - 올레포트
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[자연과학] 임피던스 측정 R-L-C.hwp [Size : 41 Kbyte ]

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본문/내용

<임피던스 측정(R-L-C)>

1. 목 적

ㆍ 저항, 코일 및 콘덴서로 구성된 교류회로에서 저항 R, 인덕턴스 L, 전기용량 C를 각각 측정하고, 직
렬 R-L-C 회로의 임피던스를 구한다.

2. 원 리

ㆍ 직류회로에서 전류는 한 방향으로 흐른다. 그러나 교류회로에서는 한 방향으로 잠깐 흘렀다가 방향
을 역방향으로 같은 시간동안 흐르고는 다시 방향을 바꾼다. 예를들어 60 Hz의 교류회로에서는 1초
에 120번의 방향변화가 일어난다. 이와같이 교류에서는 전압 V와 전류 I의 순간값은 계속 변한다. 따라서, 전압 V와 전류 I는 다음과 같이 표현할 수 있다.
ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(1)
ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(2)
여기서 표시되는 VM 과 IM 은 각각 전압과 전류의 최대값이며, t는 시간, ω는 2π/T 또는 2πf로 표
시되는 각진동수이고, f는 주파수로서 cycle/s 또는 hertz(Hz)로 표시되며, Ψ는 I의 초기위상이다.
교류전압 V와 전류 I를 저항 R, 인덕턴스 L, 전기용량 C의 직렬회로에 가하는 경우를 생각해보자. (그림 1) 이 회로에서 R, L, C 각각에 걸리는 전압 VR, VL, VC는
ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(3)
ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(4)
ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(5)

이다. 따라서 회로에 걸리는 총 교류전압 V는

ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(6)
ㆍ 식 (2)를 식 (3), (4), (5)에 대입하면
ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(7)
ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(8)
ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(9)
가 된다. 식 (8), (9)에서 VL 과 VC 가 최대값 VLM과 VCM에 이를 때 위상과 VR이 최대값 VRM을 가질 때 위상을 비교하면 π/2와 -…
ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ(10) 이 된다.

(1) 함수발생기의 전원이 off 되어 있는가를 확인한 후, 교류 전원으로 함수발생기를 사용하여 Bread Board에 저항과 Inductor로, 그림 3 처럼 직류 R-L 회로를 구성한다.

(2) 함수발생기의 출력전압을 0V로 해둔다.

(3) 전원을 on하고, 출력 전압은 0.5 Volt에, 주파수 f는 1,000 Hz 근처에 위치시킨 다음, 멀티미터를 이용해 전압 V, VR, VL, I, 진동수 f 를 측정한다. (멀티미터로 측정된 전류와 전압은 실효값임을

주의하라.)

(1) 함수발생기의 전원이 off 되어 있는가를 확인한 후, 교류전원으로 함수 발생기를 사용하여 Bread

(2) 파형발생기의 출력전압을 0V로 해둔다.

(3) 전원을 on하고, 출력 전압은 0.5 Volt에, 주파수 f는 1,000 Hz 근처에 위치시킨 다음, 멀티미터를 이용해 전압 V, VR, Vc, I, 진동수 f 를 측정한다. (멀티미터로 측정된 전류와 전압은 실효값임을 주의하라.)

(4) 전원의 전압을 0.5V씩 증가시키면서 과정(3)을 반복 측정한다.

(5) 위 실험결과로 부터 VR:I, Vc:I, V:I의 그래프를 그린다.

(6) 그래프의 기울기로 부터 최소 자승법을 이용해서 저항 R, 전기용량 C, 임피던스 Z를 구한다.

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I D : leew*****
Date : 2012-03-13
FileNo : 11040146

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[자연과학] 임피던스 측정 R-L-C

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