[11주차] 실험 18. RC 회로의 리액턴스 측정, 실험 19. 캐패시터 회로, 실험 20. RC회로의 과도 응답, 실험 21. RLC회로의 응답 및 설계과제 결과보고서

목차

1. 실험 18. RC 회로의 리액턴스 측정
2. 실험 19. 캐패시터 회로
3. 실험 20. RC회로의 과도 응답
4. 실험 21. RLC회로의 응답
5. 설계보고서

본문내용

방정식을 풀면 x는 각각 x=25.6899Ω, x=39.7931Ω, x=54.1646Ω 이 나왔다. 그러나 x의 값들이 모두 전혀 다르게 나왔으므로 function generator의 내부 저항이라고 할 수 없다. function generator의 내부 저항이라면 x의 값들이 C와 상관없이 일정하게 나와야하기 때문이다. 결론적으로 오차의 원인을 찾을 수 없었다.
물론 실험에 사용한 주파수 f를 정확히 5000Hz으로 맞출 수 없었던 점, 저항과 캐패시터에 허용오차가 있는 점, 캐패시터가 이상적인 캐패시터가 아니라 직류 저항이 있는 점은 전체 실험에서 오차가 발생하는 원인이기는 하지만 R과 C 전체 전압의 측정값에 큰 오차를 주지는 않으므로(이러한 원인이 있다고 하더라도 전체 전압은 20V가 측정되어야 하기 때문이다) 이러한 원인도 아니다.
PSpice simulation 결과가 이론값과 조금 달라서 그래프를 살펴보던 중 이상한 점을 발견했다. 처음에 VC와 VR이 모두 크기 0에서 시작한다는 것이다. 실제로는 VC와 VR이 위상이 다르기 때문에(직렬연결이므로 I는 같기 때문에 I를 기준으로 하면 VR은 I와 in phase이고 VC는 90도 lagging이 된다.) 크기도 다르게 시작해야 된다. 시작점 말고 시간이 지나서도 두 값의 phase 차이가 90도가 되지 않았다. Simulation 조건에서 위상차를 정확하게 줄 수 있다면 이론값과 같은 simulation 결과가 나올 것이다.

<중 략>

이번 실험에서는 2차 미분방정식으로 표시되는 RLC 회로의 과도 응답을 고찰해 보았다. 실험에서 이론적으로 전압의 식을 구해볼 수는 있었지만 정확한 값이나 그래프의 모양은 알 수가 없었으므로 실험 결과가 대략 이론값과 비슷하게 나왔다는 것만 확인할 수 있었고 구체적인 오차는 구할 수 없었다. 또, 실험에서 Td,,Tr,Tp,Ts 값을 측정할 때 오실로스코프 화면에 세밀한 눈금이 있는 것도 아니고 각 지점의 값이 정확하게 숫자로 찍히는 것도 아니어서 정밀한 측정이 힘들었다. 거의 눈대중으로 측정하였기 때문에 오차가 많이 발생했을 것이다.

참고 자료

서강대학교 기초전자공학실험 11주차 강의자료
서강대학교 기초전자공학실험 11주차 실험교재
J. D. Irwin and R. M. Nelms, Basic Engineering Circuit Analysis, 8/e, Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 2005.