서강대학교 기초전자공학실험 - 실험 15. 직렬 공진회로 결과 보고서

목차

1. 실험제목
2. 실험결과
3. 검토 및 보고사항
4. 토의
5. 참고문헌

본문내용

실험15. 직렬 공진회로

3. 검토 및 보고사항
(1) RLC 회로에서 Q를 결정하는 것은 무엇인지 설명하시오.
RLC 직렬 회로에서 Q=(ω_0 L)/R=1/R √(L/C)이다. 이때 ω_0=1/√LC은 공진주파수이다.

(2) 높은 Q 의 RLC 직렬 회로란 무엇인지 설명하시오.
대역폭 BW=ω_0/Q이므로 높은 Q의 RLC 직렬회로는 좁은 대역폭을 가진다. 또한 Q값이 크다면 L과 C에서 각각 자기장, 전기장의 형태로 저장된 에너지가 한 주기동안 저항을 통해 소모되는 에너지에 비해 매우 크다는 것을 의미한다.

(3) Q값에 따른 주파수 특성의 차이에 대해서 설명하시오.
Q값은 R,L,C 소자들의 값에 의해 결정된다. Q가 크다면 대역폭이 좁고 Q가 작다면 상대적으로 넓은 대역폭을 가진다.

(4) 이론적인 공진주파수와 실험으로 확인한 공진주파수 값이 차이가 나는 이유를 설명하시오.
이론상으로는 커패시터와 인덕터가 이상적이라 가정한다. 하지만 실제 이상적인 커패시터와 인덕터는 존재하지 않으며 인덕터의 자체저항 등을 무시할 수 없다. 또한 각 소자들의 허용오차로 인해 표기된 값과 실제 소자들의 값이 정확히 일치하지 않는다는 점 또한 오차의 한 원인으로 추정해볼 수 있다.

4. 토의
실험 15-(1)에서는 저항의 임피던스가 교류전원의 주파수에 영향을 받지 않는다는 점을 확인한다. 실험 결과를 표 15-1에 정리하였으며 의 데이터를 통해 저항의 임피던스는 주파수 변화에 무관하게 일정함을 알 수 있다. 이는 다른 수동 소자인 커패시터, 인덕터의 값이 주파수에 대한 함수인 것과는 다른 점이다.

실험 15-(2)에서는 직렬 LC회로의 공진주파수를 찾아 주파수 변화에 따른 커패시터 양단 전압 변화를 살펴본다. 직렬 LC회로에서 이론상의 공진주파수는 159.154kHz이나 실험을 통해 찾아낸 공진주파수는 143.9kHz였다. 검토 및 보고사항 (4)에서 이러한 오차의 원인에 대해 논의하였다.

참고 자료

서강대학교 전자공학과, 기초전자공학실험 [12주차], 서강대학교, 2017, p. 2~4
Irwin & Nelms, Basic Engineering Circuit Analysis, 11판, WILEY, 2015, Chapter 12