소개글
"병렬 공진회로의 특성"에 대한 내용입니다.
목차
1. 병렬 공진회로의 특성
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 관련 이론
1.3. 실험 내용 및 방법
1.4. 실험 결과 및 고찰
1.4.1. 병렬 RLC 회로에서 임피던스와 주파수의 관계
1.4.2. 병렬 RLC 회로에서 총전류와 주파수의 관계
1.4.3. 병렬 RLC 회로에서 Q의 크기에 영향을 미치는 성분
1.4.4. 병렬 공진회로의 주파수 응답
1.4.5. 병렬 공진회로의 리액턴스 특성
1.4.6. 회로의 용량성/유도성/저항성 특성
1.5. 결론
2. 직렬 공진의 특성
2.1. 실험 결과
2.1.1. RF 신호발생기의 조작
2.1.2. LC 직렬회로의 공진주파수
2.1.3. 회로의 Q가 직렬 공진회로의 주파수 특성에 주는 영향
2.2. 검토 및 보고사항
2.2.1. Q를 결정하는 요소
2.2.2. 높은 Q의 RLC 병렬 회로
2.2.3. Q 값에 따른 주파수 특성의 차이
2.2.4. 이론값과 실험값의 차이
2.3. 토의
3. 참고 문헌
본문내용
1. 병렬 공진회로의 특성
1.1. 실험 목적
병렬 공진회로의 특성을 실험적으로 확인하고자 하는 것이 이 실험의 목적이다. 구체적으로 다음과 같은 세부 목적이 있다.
첫째, 병렬 RLC 회로의 공진주파수를 실험적으로 결정한다. 둘째, 병렬 RLC 회로의 공진주파수에서 임피던스 및 전류를 측정한다. 셋째, 병렬 RLC 회로의 임피던스와 주파수의 관계를 조사한다.
이를 통해 병렬 공진회로의 특성을 이해하고, 관련 이론을 실험적으로 검증할 수 있을 것으로 기대된다.
1.2. 실험 관련 이론
병렬 RLC 회로에서는 공진주파수에서 각 성분의 리액턴스가 상쇄되어 회로의 임피던스가 최대가 된다.
첫째, 병렬 LC회로에서 Q가 10보다 크면 공진주파수는 f_R = 1/(2π√LC)이며 공진주파수에서는 XL =XC이다.
둘째, 높은 Q를 갖는 회로에서 인덕터의 임피던스와 캐패시터의 임피던스는 공진주파수에서 동일하다.
셋째, 높은 Q를 갖는 회로에서 각 소자에 흐르는 전류는 180도의 위상차가 발생하나 서로 소거되어 총전류 IT는 매우 작다. 따라서 높은 Q를 갖는 회로의 공진주파수에서 총전류는 거의 0이 된다.
넷째, 총전류가 매우 작으므로 병렬 LC회로의 임피던스는 V/IT에 의해 매우 크게 된다.
다섯째, f_R보다 큰 주파수에서는 캐패시터에 흐르는 전류가 인덕터에 흐르는 전류보다 크므로 회로는 용량성이 된다. 반대로 f_R보다 작은 주파수에서는 캐패시터에 흐르는 전류가 인덕터에 흐르는 전류보다 작으므로 회로는 유도성이 된다.
마지막으로, 높은 Q를 갖는 병렬 공진회로에서 주파수 대 임피던스의 주파수 응답곡선은 직렬 공진회로의 주파수 응답곡선과 유사한 형태를 보인다.
1.3. 실험 내용 및 방법
병렬 공진회로의 특성 실험 내용 및 방법은 다음과 같다.
실험에서는 병렬 RLC 회로의 공진주파수를 실험적으로 결정하고, 공진주파수에서의 임피던스와 전류를 측정하며, 임피던스와 주파수의 관계를 조사한다. 구체적인 실험 내용은 다음과 같다.
먼저, 병렬 RLC 회로를 구성하고 신호발생기를 이용해 주파수를 변화시키면서 회로의 특성을 관찰한다. 공진주파수에서 병렬 RLC 회로의 임피던스가 최대가 되고 전류가 최소가 된다는 이론을 바탕으로, 공진주파수를 찾아낸다.
공진주파수에서 회로 양단의 전압(V_LC)과 저항 양단의 전압(V_R)을 측정하여 회로의 전류와 임피던스를 계산한다. 이를 통해 주파수에 따른 회로의 임피던스 특성을 파악한다.
또한 공진주파수 부근의 다양한 주파수에서 인덕터 전압(V_L)과 캐패시터 전압(V_C)을 측정하여 각 소자에 흐르는 전류를 계산한다. 이를 통해 공진주파수에서의 리액턴스 특성을 분석한다.
마지막으로 주파수 변화에 따른 회로의 용량성, 유도성, 저항성 특성을 분석한다. 공진주파수보다 높은 주파수에서는 용량성, 낮은 주파수에서는 유도성 특성을 나타내며, 공진주파수에서는 저항성 특성을 보인다.
이와 같은 실험 내용 및 방법을 통해 병렬 공진회로의 다양한 특성을 분석할 수 있다.
1.4. 실험 결과 및 고찰
1.4.1. 병렬 RLC 회로에서 임피던스와 주파수의 관계
병렬 RLC 회로에서 임피던스와 주파수의 관계는 다음과 같다.
병렬 RLC 회로에서 공진 주파수에서 임피던스는 최대가 된다. 공진 주파수에서 주파수가 멀어질수록 임피던스도 작아진다. 이는 공진 주파수에서 각 소자의 리액턴스가 서로 상쇄되어 임피던스가 최대가 되지만, 공진 주파수에서 멀어질수록 리액턴스의 차이가 커져 임피던스가 감소하기 때문이다.
특히 높은 Q를 갖는 병렬 공진회로에서는 공진 주파수 근처에서 임피던스가 매우 크게 나타난다. 이는 각 소자의 전류가 서로 상쇄되...
참고 자료
기초회로실험 zbar
00대학교 전자공학과 저, 기초전자공학실험교재, 00대학교 전자공학과, 2011
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BOYLESTAD, 이준응 역, 최신회로이론, 동일출판사, 초판, 1999, pp.552-560
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