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실험 2. 교류 전원 및 전력 측정
1. 실험목적 교류 전원의 파형과 주파수를 측정하여 전기, 전자 회로의 기본이 되는 전원을 이해하고 또한 R, L 및 C로 구성된 교류 회로의 전력을 측정하여 직류 회로와의 차이를 파악한다. 2. 실험 이론 교류 회로에서는 직류 회로에서와는 달리 교류 소자인 리액턴스 소자를 포함하고 있으므로 순수 교류 전원에서 공급된 전력은 오로지 저항 소자에서만 전력을 소모하게 된다. 따라서 순수한 리액턴스 소자 는 전력을 소모하지 않는다. 리액턴스 소자의 전류와 전압은 서로 의 위상차가 있으므로, 순시 전력 (시간에 따라 변하는 전력 값)이 주기적으로 일정하게 반주기 동안은 회로로부터 전력을 받았다가 나머 지 반주기 동안은 회로에 전력을 되돌려 주기 때문에 순수 리액턴스 소자의 전력 소모가 없는 것이다. 교류 회로에 공급된 전력을 피상전력(apparent power) (단위: )라고 하며, 회로 에 공급된 전압 V 와 전류 I의 곱으로 나타낸다. 이때 회로에서 저항 소자에 의해서 소모되는 전력을 유효전력 (단위: watt, )이라 하고, 리액턴스 소자에 의한 비소모 전력을 무효 전력 (단위:
)라고 한다. 이때 각각의 전력량은 각 소자의 전압과 전류의 곱이고 식은 다음과 같다. ,
만약 직렬로 이루어진 회로의 경우 각 소자의 전류가 회로에 공급된 입력전류와 같으므로 이다. 전압 페이저도로부터 그림 1과 같은 전력의 페이저도를 얻을 수 있다.
그림 1 전력 페이저도 교류 회로에서 인가된 전력에 대한 소모된 전력의 비를 역률(power factor, PF)이라고 정의하는데 직렬 연결 교류 회로의 경우에는
cos
이고, 병렬 연결 교류 회로의 경우에는
cos
가 된다. 교류 전력을 측정하는 방법으로는 볼트-암페어 방법과 전력계(wattmeter)를 사용하는 방법 두 가지가 있다. 먼저 볼트-암페어 …
가 된다. 교류 전력을 측정하는 방법으로…
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