중앙대 전기회로설계실습 결과보고서10_RLC 회로의 과도응답 및 정상상태 응답 (보고서 1등)

소개글

2023년, 3학년에 재학 중인 중앙대학교 전자전기공학부 학생입니다. 누구보다 학업에 진지하게 임하였기 때문에, 제 자료에 자부심이 있습니다. 현재 학점은 4.3XX이며, 저의 모든 자료에 대해 증빙할 수 있습니다.
전기회로설계실습 과목은 제가 저희 분반에서 유일하게 레포트 점수 만점을 획득하였습니다. 누구보다 시간을 많이 투자하여 정성스레 작성하였으니, 제 자료를 참고하여 좋은 결과 얻으셨으면 좋겠습니다. 감사합니다.

목차

1. 서론
2. 실험결과
3. 결론
4. 감사의 글

본문내용

요약 : RLC직렬회로의 과도응답 및 정상상태 응답을 가시적으로 관찰하고 이론과 비교하기 위해 실습을 진행하였다.
①저감쇠. 저항의 크기를 9.9Ω+320Ω=329.9Ω로 하여 R, L(10mH), C(10nF)에 각각 걸리는 전압의 파형이 예상과 동일함을 확인했다. ω_d측정값은 87266.5[rad/s]로 이론값 98630.2[rad/s]에 대하여 11%의 오차를 보이는 값이다. 본 결과보고서에서는 오차의 이유를 인덕터의 내부저항이나 저항의 미세한 차이로 인해 발생할 수 있으며, 커패시터의 온도 민감성에 더해 본 실험에서 저항전압 파형의 주기는 가시적 범위에서 대강 측정한 값이기 때문에 그 정확도가 떨어진다는 것으로 정리했다. 실험에서 설정한 저항이 저감쇠의 조건인 ω_0>α을 만족하는 것도 확인할 수 있었다.
②임계감쇠. 임계감쇠의 특성을 보이도록 하는 것은 ‘오실로스코프에서 파형이 진동하려고 하는 때’라는 기준이 애매하여 측정값을 신뢰하지 않는 것으로 판단했다. 따라서 임계감쇠일 때의 저항 값(2kΩ)을 기준으로 한 파형만 관찰하여 기록했다. 저항의 크기를 1.962kΩ로 하여 R, L(10mH), C(10nF)에 각각 걸리는 전압의 파형이 예상과 동일함을 확인했다.
③과감쇠. 저항 값을 5.986kΩ+10Ω=5.996kΩ로 하여 R, L(10mH), C(10nF)에 각각 걸리는 전압의 파형이 예상과 동일함을 확인했다. 또한 이 저항 값이 0<ω_0<α이므로 과감쇠(Over damped)응답의 조건을 만족함을 확인했다.
④과감쇠의 위상차 : 입력을 정현파(-1V to 1V, 1kHz)로 하여 과감쇠(저항 4kΩ일 때)에서의 입력파형과 각 소자에 걸리는 전압의 파형의 위상차를 계산하고, 이론값과 비교하였다. R에 걸리는 전압의 크기와 입력신호에 대한 위상차는 0.210ms로, 이론값 0.2ms에 대하여 5%의 오차율을 보였다. L에 걸리는 전압의 크기와 입력신호에 대한 위상차는 0.124ms로, 이론값 0.4ms에 대하여 69%의 오차율을 보였다. C에 걸리는 전압의 크기와 입력신호에 대한 위상차는 0.06ms로, 이론값 0.03ms와 50%의 오차율을 보였다. 특히 이부분에서 큰 오차율을 보이는데, 이는 peak to peak 방식을 이용하여 위상차를 구할 때, 실수를 한 것으로 판단된다. (왜냐하면, 그래프 모형이나 측정값들은 모두 큰 오차가 나지 않음)
⑤공진주파수. 주파수를 조정하며 전압이 최대가 될 때의 파형을 관찰하고 공진주파수를 측정했다. 측정 공진주파수는 14kHz 이므로 이론값(15.915kHz)에 대한 오차는 11%로 확인했다.

참고 자료

없음