교류회로의 임피던스 측정

1. 실험목적 저항과 콘덴서 또는 코일로 구성된 RLC 교류 회로에서의 임피던스와 위상을 측정하고 그 개념을 이해한다. 2. 장치, 기구 교류 전압계(AC Voltage Meter), 교류 전류계(AC Current Meter), 주파수-전압 가변 전원 장치(AC Power Supply), 교류 회로 연결용 명판(RLC Circuit), 저항, 콘덴서,(커패시터), 코일 팩(인덕터) 3. 이론 교류 회로에서는 전류의 세기와 방향이 주기적으로 변한다. 가정이나 학교에 들어오는 전원은 진동수 60Hz의 교류이다. 회로에 흐르는 전류 가 (1) 이고, 회로 전체의 전압이 전류 와 만큼의 위상차가 생긴다면, 전압 는 (2) 로 나타낼 수 있다. 여기서 과 은 각각 전압과 전류의 최대값을 나타내며, t는 시간, w는 각진동수로서 주기 T,주파수 f와 또는 의 관계가 성립한다. 이와 같은 교류 전원을 저항 R, 인덕턴스 L, 전기 용량 C로 구성되어 있는 직렬 회로에 연결하는 경우를 생각해 보자. 이 회로에서 R,L,C에 걸리는 각각의 전압 , , 는 (3) (4) (5) 이다. 따라서 회로 전체의 교류 전압 는 (6) 이다. 한편, 식 (1)의 전류 를 식 (3), (4), (5)에 대입하면 (7) (8) (9) 가 되며, 와 는 와 각각 , 의 위상차를 가지고 있음을 알 수 있다. 식 (6), (7), (8), (9)로부터 회로 전체의 교류 전압 는 다음과 같이 된다.