[공학] [실험보고서] transient (일시적인) - 컨패시턴스의 해석

1. 실험제목 : transient (일시적인) - 컨패시턴스의 해석 2. 실험목표 - RC1차회로의 과도응답과 시정수의 관계의 대해 알아본다. - 주어진 조건에 맞는 회로에서 응답에 대한 시정수 실험을 통해 알아보고 이론과 비교한다. 3. 실험이론 - RC회로란 저항R과 커패시턴스C만 있는 회로를 말한다. - 커패시턴스는 저항과 같이 전력을 소모하는 수동소자이면서, 선형소자이다. 그러나 커패시턴스는 저항과는 달리, 전압이라는 위치에너지를 저장할 수 있는 에너지 저장소자이 다. 즉, 전압전원이 연결되었을 때는 ‘충전’에 의해 전압에너지를 저장하였다가, 전원이 제거 되었을 때는 ‘방전’에 의해 저장되어 있던 전압에너지를 방출하여 회로에 전류를 흐르게 한 다. 여기서 비례상수 C는 커패시턴스 값을 나타내는 상수다. 스위치가 A에 있을 때는 커패시턴스에 전압에너지가 전압원으로부터 받고 있으므로 ‘충전’에 해당한다. 하지만 스위치가 B에 있을 때는 공급되는 전압에너지가 없으므로 전압에너지를 방출한다. 즉, ‘방전’이다. 따라서 A의 식과 B의 식은 서로 전류의 방향이 반대이다. 또한 스위치가 B에 있을 때는 공급되는 전압이 없으므로 0이다. - 시정수(T, 타우)란 회로의 과도응답으로부터 정상상태에 이르는 시간을 나타내는 상숫값. RC회로에서의 시정수(T)=RC. 위 그림에서 보듯이 스위치가 A에 위치했을 때 RC회로에서 커패시턴스에 전압이 갑자기 증가하는 것이 아니고 기울기가 있으면서 증가하는 것을 볼 수 있다. 또한 ‘방전’되었을 때는 ‘충전’됬을때와 같은 시간동안 전압이 0이 되는 것을 볼 수 있다. - 과도 응답 전압원이 우변의 K값을 0으로 하는 다음과 같은 등차방정식의 해이다. dx/dt + (1/T)x = 0 위의 식은 무전원회로의 응답을 구하는 식과 같으므로 x(t) = Ae^s로 가정하고 미분방정식에 대입하여 해를 구하면 과도응답을 구할 수 있다. X(t) = Ae^(-(1/T)t) 4. 실험…
…