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실험 13. R, L, C 소자의 특성
1. 실험 장비 ① 신호발생기 ② BNC 코넥터-악어클립 케이블 ③ 오실로스코프 ④ 오실로스코프 프로브 ⑤ 브레드보드 ⑥ 저항 ⑦ 인덕터 ⑧ 커패시터 ⑩ 연결도선 2. 실험 내용 및 방법 실험을 통해서 R, L, C 소자에 대한 전압과 전류 사이의 기본적인 위상 개념을 파악하고 각 소자의 특성을 이해하고 이론적인 위상과 실제 오실로스코프에서 측정한 위상의 차이를 파악한다. (1) - (저항) 회로 저항은 회로의 특정부분에 흐르는 전류의 양을 제한하는 소자이다. 이를 이용해 저항값을 적절히 조 절하여 원하는 값의 전류를 회로에 흐르게 한다. 저항의 단위는 이다. 저항의 종류로는 크게 고 정저항 가변저항으로 나눈다. 고정저항은 저항의 값이 일정한 값으로 고정되어 있는 저항을 뜻하고 가 변 저항은 조절기를 통해 원하는 저항값을 선택해서 사용할수 있다. 저항 R만을 가지는 이상적 저항기를 통해 sin 로 표시되는 정현파 전류가 흐를 때 저항기 양 단의 전압은 옴의 법칙으로부터 - - sin 이다. 여기서 전압과 전류의 최대값 사이의 관계는
-
이다. 이 양변을 로 나누어 실효값으로 표시하면
-
또는
-
이다. 이 식은 저항만의 교류 회로에서 성립하는 옴의 법칙이라 할 수 있다. 그림 1은 저항의 회로와 그의 그래프이다.
그림 1 - 회로에서의 위상관계 그림 1에서 볼 수 있는 바와 같이 저항만을 갖는 교류 회로에서 전압과 전류는 동일 주파수이며, 동 상의 정현파이다. 그리고 전압과 전류의 실효값의 비는 - 과 같다. (2) (인덕터) 회로 인덕터는 도선을 원형으로 수차례 감아놓은 코일의 형태를 갖는 소자이고, 에너지를 전류의 형태로 저장한다. 전류의 변화를 방해하는 힘인 역기전력인 전압이 유도된다. 이렇나 점을 이용해서 인덕터는
고주파는 차단하고 저주파…
또는
그림 2 회로에서의 위상관계 는 보통 저항과는 달라서 전류와 전압 사이에 의 위상차를 생기게 하는 효과가 있기 때문에 을 특히 유도성 리액턴스라 부르며 보통 로 표현한다. 즉,
이다. 따라서