물리실험보고서 RLC교류회로(예비)
- 최초 등록일
- 2008.04.30
- 최종 저작일
- 2004.07
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소개글
물리실험보고서 RLC교류회로(예비)
목차
1. 실험목적
2. 원리
3. 실험기구
4. 실험방법
(1) R,C,L 회로
(2) R-L-C 공명회로
본문내용
1. 실험목적
: 저항, 축전기, 인덕터 등의 회로 소자에 교류 전압을 걸었을 때, 회로에 흐르는 전류와 전압의 위상관계를 알아보고, 또, RLC 직렬 회로에서 주파수가 변화할 때 회로의 공명현상을 관찰하고 공명점의 물리적 의미를 이해한다.
2. 원리
직류회로에서 금속도체 내의 전자는 같은 방향으로 흐른다. 그러나 교류회로에서는 한 방향으로 전류가 흘렀다가 잠시 방향을 바꾸어 다른 방향으로 흐른다. 이런 변화를 1초에도 여러 번하며, 실제로 가정에 들어오는 상용전원의 경우도 1초에 120번 전류의 방향이 바뀌는 교류이다.
이와 같은 교류에서는 전압과 전류의 순시 값이 계속 변화한다. 전압E와 전류I는 다음과 같이 표현된다.
E = EM sin ωt -----------(1)
I = IMsin(ωt+φ) -----------(2)
여기서 EM과 IM은 각각 전압과 전류의 최대 값을 나타내며, t는 시간, ω는 2π/T 또는 2πf로 각 진동수이고, φ는 초기 위상 값이다.
이와 같은 교류 전원을 그림.1의 명판처럼 저항R, 인덕턴스L, 캐패시턴스C의 직렬회로에 연결하는 경우를 생각해 보자.
이 회로에서 R, L, C에 걸리는 전압ER, EL, EC는
ER = IR ----------- (3)
EL = L dI/dt ----------- (4)
EC = 1/C ∫dq = 1/C∫Idt ----------- (5)
이다. 따라서 교류 전압E는
E =ER + EL + EC
= IR + L dI/dt + 1/C∫Idt ----------- (6)
한편, 식(2)의 전류I는 식(4)과 (5)에 대입하면
EL = ωLIMcos(ωt +φ) ----------- (7)
EC = (- 1/ ωC)IM cos(ωt +φ) ----------- (8)
ER = RIMsin(ωt +φ) ----------- (9)
가 되며, EL과 EC는 ER와 각각 π/2, -π/2의 위상차를 가지고 있음을 식(8),(9)에서 알 수 있다.
참고 자료
없음