본문내용
1. 실험장비 사용법
1.1. 아날로그 멀티미터
아날로그 멀티미터는 다양한 기능을 수행할 수 있는 측정 장비이다. 직류 전류계는 코일을 감은 철심으로 이루어진 전자석의 자기장 세기를 이용하여 직류 전류의 크기를 측정한다. 이상적인 전류계의 내부 저항은 0이며, 회로에 직렬로 연결하여 사용한다. 전류 범위를 모를 경우 최대로 설정 후 줄여나간다. 직류 전압계는 원리가 직류 전류계와 유사하나 이상적인 저항이 무한대이며, 회로에 병렬로 연결한다. 전압 범위를 모를 경우 최대치로 설정한 후 측정한다. 교류 전압/전류계는 교류 전압과 전류를 실효 값으로 측정한다. 저항계는 저항에 전류를 흘려 전압과 전류의 비를 이용하여 저항을 측정한다. 저항 범위가 최대치에서 줄이면서 측정한다. 이처럼 아날로그 멀티미터는 다양한 전기 측정량을 측정할 수 있는 유용한 장비이다.
1.2. 디지털 멀티미터
디지털 멀티미터는 아날로그 멀티미터와 대비되는 장비이다. 아날로그 멀티미터는 측정량을 바늘의 위치로 나타내는 반면, 디지털 멀티미터는 측정량을 디지털 숫자로 표시한다. 디지털 멀티미터는 내부 저항이 아날로그형에 비해 높기 때문에 측정 정확도가 좋다. 또한 표시가 보기 쉽고, 측정 전 범위를 표시하기 때문에 범위 전환을 할 필요가 없다. 전압, 전류, 저항 측정 시의 프로브 위치는 아날로그형과 동일하나, 전류 측정 시에는 프로브를 연결하는 방법이 다르다. 디지털 멀티미터는 전자 및 전기 회로의 전압, 전류, 저항 등을 측정하는 데 널리 사용되는 필수적인 실험 장비이다. 정확성, 편의성, 다양한 기능 등의 장점으로 인해 아날로그 멀티미터를 대체하여 많이 사용되고 있다.
1.3. 오실로스코프
오실로스코프는 전자 및 전기의 교류 신호를 측정, 분석하는 기기이다. 시간에 따른 전압 변화를 시각적으로 확인할 수 있으며, X축은 시간, Y축은 전압을 표시한다. 이를 통해 측정된 그래프로부터 진폭, 주파수 등의 정보와 같은 특성에 대해 파형을 분석할 수 있다. 오실로스코프 프로브를 이용하여 회로와 연결하며, 프로브는 x1, x10 각각 2가지 모드가 있다. x10일 때는 전압이 1/10으로 감소하여 표기되므로 오실로스코프에서 10배를 해줘야 한다.
오실로스코프를 공장초기화하고 프로브 배율을 X1로 설정한 뒤, 보정 단자에 프로브를 연결하고 Auto 단자를 눌러 화면에 2~3주기가 나타나도록 조정할 수 있다. 이를 통해 보정 단자에서 출력된 파형의 전압 크기와 주파수를 측정할 수 있다. 프로브를 X10으로 설정하면 오실로스코프 화면에 나타나는 파형이 변화하므로, 정상적으로 표시되도록 하기 위해서는 오실로스코프의 설정을 조정해야 한다.
오실로스코프를 이용하여 함수 발생기에서 출력되는 정현파와 구형파의 특성을 관찰할 수 있다. 정현파의 경우 직류 값이 0, 피크 값이 2V, 주파수가 1kHz이며, 구형파의 경우 직류 값이 2V, 피크 값이 5V, 주파수가 2kHz이다. 이때 오실로스코프의 Measure 기능과 Cursor 기능을 활용하여 최대값, 최소값, 직류 값, 피크-피크 값, 주파수 등을 측정할 수 있다. 또한 구형파의 경우 오실로스코프를 조정하여 교류 성분만 나타나도록 할 수 있다.
이처럼 오실로스코프는 전자 및 전기 회로에서 발생하는 다양한 신호를 시각적으로 확인하고 분석할 수 있는 중요한 측정 장비이다. 오실로스코프의 정확한 사용법과 기능을 숙지하면 회로 설계 및 분석에 큰 도움이 될 것이다.
1.4. 함수발생기
함수발생기는 임의의 파형을 출력하는 장치이다. 주요 파형으로는 사인파, 사각파, 삼각파 등이 있으며, 주기적인 신호를 만들어내는 데 사용된다. 아날로그 방식의 함수발생기는 삼각파를 발생시키고 이를 처리하여 구형파와 정현파를 얻어낸다.
함수발생기에서는 직류 값, 피크 값, 주파수를 조정하여 다양한 파형을 출력할 수 있다. 직류 값이 0이고 피크 값이 2V, 주파수가 1kHz인 정현파를 출력하면 오실로스코프로 관찰할 수 있다. 이때 최대값, 최소값, 직류 값, 피크-피크 값, 주파...
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