A+ 받을 수 있는 중앙대학교 전기회로설계실습 설계실습 7. RC회로의 시정수 측정회로 및 방법설계

소개글

중앙대학교 후배들에게 큰 도움이 됬으면 하는 바램입니다. 언제나 감사합니다

목차

1. 서론

2. 설계실습 내용 및 절차
1) 4.1 출력전압이 5 V가 되도록 DC Power Supply를 정확히 조정한 후 (+)단자에만 22 ㏁저항을 연결하고 DMM으로 22 ㏁ 나머지 단자와 DC Power Supply의 (-)단자 사이의 전압을 측정하라. 그 결과를 이용하여 DMM의 내부저항을 계산하여 제출하라. DMM의 내부저항의 크기가 이 정도라면 실제로 DMM을 사용하여 전압을 측정할 경우 무엇을 조심해야 하는가?
2) 4.2 DMM의 내부저항과 2.2 ㎌의 커패시터를 이용하여 RC time constant를 측정하고자 한다. 시계를 이용하여 충전시간을 측정하거나 방전시간을 측정하는 방법으로 RC time constant를 측정하여 제출하라. (2.2 ㎌의 커패시터를 DMM에 연결할 때 스위치를 사용하는 것이 바람직하며 한 번만 측정하지 말고 여러 번 여러 시간에 대해 측정하여 평균을 내도록 한다.) DMM과 시계를 사용한 τ의 측정에 있어서 본인이 계획한 측정방법과 실제 측정방법에 차이가 있는 경우 그 차이를 분석하라. 계산한 τ와 실험한 τ의 오차(%)는 얼마인가? 오차의 원인은 무엇이라 생각하는가?
3) 4.3 우선 DMM의 “Temp/-‖-”를 눌러 화면의 우측 단위에 “㎋”이 나오게 한 후, 10 ㎋의 커패시턴스를 측정, 기록하라. 설계실습 계획서에서 구한 저항이 되도록 가변저항을 DMM으로 측정, 조절하고 그 값을 유효숫자 세 자리까지 기록하라. Function generator의 출력을 1 V의 사각파(high = 1 V, low = 0 V, duty cycle = 50 % )로 하라. 설계실습 계획서에서 설계한 대로 입력사각파(CH1)와 저항전압(CH2)을 동시에 관측할 수 있도록 연결하고 파형을 저장하여 제출하라. 계산한 τ와 실험한 τ의 오차(%)는 얼마인가? 오차의 원인은 무엇이라 생각하는가?
4) 4.4 Function generator(+), 저항, 커패시터, Function generator(접지)의 순서로 연결하고 저항의 양단에 오실로스코프의 단자를 연결하였을 때의 파형을 측정하고 스케치하라. 왜 이러한 파형이 나타나는가? 이 측정으로 무엇을 알았는가?
5) 4.5 Function generator의 출력을 1 V(peak to peak)의 사각파(high = 0.5 V, low = -0.5V, duty cycle = 50 % )로 하고 실험 4.3을 반복하라. 저항에 걸리는 전압파형이 왜 이런 모양이 나오는지 설명하라.

3. 결론

본문내용

요약 : 먼저 DMM의 내부저항을 측정하여 10.05MΩ의 값을 얻었다. DMM으로 큰 저항의 전압을 측정하는 것에 유의해야함을 알 수 있었다. 또한 타이머를 이용하여 RC회로의 시정수를 측정하였는데 오차가 -5.68%이었다. DMM의 응답속도와 사람의 반응속도 때문에 큰 오차가 발생하였다. 이후 오실로스코프를 이용하여 시정수를 측정하였고 이론값과 정확히 일치하였다. 오차가 생긴다면 원인은 VOLTS, TIME/DIV와 가변저항 때문일 것이다. Function generator(+), 저항, 커패시터, Function generator(접지)의 순서로 연결하고 저항의 양단에 오실로스코프의 단자를 연결하면 함수 발생기의 전압이 측정되었다. 오실로스코프의 -단자는 접지에 연결되어 있음을 알 수 있었다. 축전기의 연속적인 양단 전압값으로 인하여 함수발생기의 offset값의 변화에도 저항의 파형은 평행이동하지 않았다. 또한 굉장히 높은 주파수를 가진 사각파에서는 축전기가 충분히 충방전되지 않아 저항은 사각파, 커패시터는 삼각파의 형태를 띈다는 것을 확인하였다.

1. 서론
RC회로의 시정수를 측정하는 회로와 방법을 설계한다. 또한 다른 전압들에 대한 이해를 하면서 RC회로를 이해하고 오실로스코프의 사용방법을 더욱 익힌다. 커패시터를 이용한 본격적인 첫 측정이므로 잘 이해하는 것이 중요하다.
2. 설계실습 내용 및 절차
4.1 출력전압이 5 V가 되도록 DC Power Supply를 정확히 조정한 후 (+)단자에만 22 ㏁저항을 연결하고 DMM으로 22 ㏁ 나머지 단자와 DC Power Supply의 (-)단자 사이의 전압을 측정하라. 그 결과를 이용하여 DMM의 내부저항을 계산하여 제출하라. DMM의 내부저항의 크기가 이 정도라면 실제로 DMM을 사용하여 전압을 측정할 경우 무엇을 조심해야 하는가?
22메가옴의 저항은 약 22.59메가옴이었다.

참고 자료

김호성, 2022, 전기회로설계 및 실습, 중앙대학교 전자전기공학부, 설계실습 7장