성균관대학교 진동 및 동적 시스템 실험 - 시스템 특성 고찰 리포트

소개글

성균관대학교 진동 및 동적 시스템 실험 - 시스템 특성 고찰 리포트입니다.
A+ 받은 자료입니다. 많은 이론 및 그림, 그래프가 포함되어있습니다.
예비 리포트와 결과 리포트가 합쳐져 있습니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
1) Mechanical 2nd order system (M-K-C)
2) Electrical 2nd order system (R-L-C)
3)주파수응답
4) R L C 직렬공진회로의 주파수응답
5) 공진
6) 감쇄(Attenuation)
7) Capacitance(캐패시턴스 C)
8) Capacitor (캐패시터)
9) dB(Decibel)
10) Frequency (주파수)
11) Gain (이득)
12) 고유진동수
13) 공진주파수
14) Bode 선도

3. 실험 장치

4. 실험 방법

5. 실험 결과 및 데이터 처리

6. 결과값 분석

7. 고찰

8. 참고자료

본문내용

공진주파수
RLC는 모두 수동소자(전류의 흐름을 제어할 수 없어서 그저 가해준 대로 반응하는 소자)이기 때문에 RLC가 주파수를 낸다는 표현은 적적할지 않다. 대신, L과 C가 동시에 포함되는 회로는 특정 주파수의 전류나 전압에 대해 공진이라는 특이한 반응을 나타내는 성질이 있어서, 계단형 전압 또는 전류(계단형 파형은 0에서 무한대까지의 모든 주파수 성분들의 합과 같음)와 같은 전기적 충격에 대해 이 특정 주파수의 발진이 일어나게 되는데, 이 특정 주파수를 회로의 공진 주파수라고 한다.
이 공진 주파수를 결정하는 변수는 오직 L과 C이며, R은 공진 주파수에 전혀 영향을 미치지 않고 다만 공진의 감쇄(공진 파형이 사그러드는 것)에만 관여를 한다.
단순한 직렬 또는 병렬 LC 회로의 경우 공진 주파수는 1/{2*PI*root(L*C)}로 구해지는데, 이 식에서 알 수 있듯이 이론적으로는 L, C의 값을 작게 함에 따라 무한대의 주파수를 얻을 수 있으며, L, C의 값을 무한정 크게 하면 주파수 0의 직류도 얻을 수 있지요.
그러나, 실제 회로를 구현하는 경우 L이나 C의 값을 아무리 작게 해도 - 극단적으로 L을 도선 단락, C를 도선 개방으로 해도 - 이들을 연결한 전선이나 리드선의 인덕턴스와 선 사이의 커패시턴스는 어떻게 할 수가 없기 때문에 무한대의 공진 주파수를 얻는 것은 불가능하다.
또한, 주파수가 높아지면 높아질 수록 공진 전류는 도선을 안테나 삼아서 전자파의 형태로 공간으로 쉽게 복사되는 경향이 있기 때문에 공진이 유지되지 않게 된다.
뿐만 아니라, 아주 작은 0에 가까운 L, C를 이용해 회로를 만들어 공진을 유발시킬 수 있다고 해도, 주변에 다른 회로를 가져다 붙이거나 파형 측정을 위해서 오실로스코프의 프로브를 갖다 대는 순간 다른 회로물이나 프로브의 리액턴스 때문에 어떻게 확인하기도, 써먹기도 어렵다.
이런 여러가지 이유로 무한히 높은 공진 주파수라는 것은 만들기도 어렵고 이용하기도 어렵다.

참고 자료

① DANIEL J.INMAN "기계진동학“ 피어슨 에듀케이션 코리아(2000)
② Wilfred kaplan " 공업수학 “ 동문사(1994)
③ 이수종, 정태건, 홍동표 공저 “기계진동학” 동명사(1999)
④ WILLIAM T. THOMSON / MARIE DILLON DAHLEH " MATLAB을 이용한 기계진동 이론과 응용“ 사이텍 미디어(2001)
⑤ 한국과학기술원 기계공학과 편저 “기계공학실험” 청문각(1997)
⑥ Balakumar Balachandran / Edward B. Magrab저 “기계진동학” Thomson (2005)