[중앙대전전][전기회로설계실습][결과보고서]-10.RLC회로의 과도응답 및 정상상태 응답 측정회로 및 방법설계

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문서 내 토픽

• 1. RLC 회로의 과도응답 및 정상상태 응답

  이번 실험은 R,L,C 소자로 구성한 RLC 회로의 과도응답과 정상상태 응답을 확인하는 실험이다. 회로를 소자를 이용해 구성하고 과감쇠, 임계감쇠, 저감쇠들의 특성들과 특성이 나타나는 저항을 가변저항과 오실로스코프를 통해 확인하였다. 저항 값을 DMM으로 측정 후 진동 주파수를 확인할 수 있었다. 일부 값들에서 오차가 발생하였지만 대부분의 실험의 경우 5%이내의 오차율을 보여 만족스러운 실험이였다. 다만 인덕터의 저항 성분을 고려하지 않고 실험을 진행하여 오차가 발생한 점을 보완하면 오차가 더욱 줄어들 것이라고 생각한다.

• 2. 저감쇠, 임계감쇠, 과감쇠 특성

  저감쇠 보단 임계감쇠가 임계감쇠보단 과감쇠가 가변저항의 크기가 커지는 것을 확인하였다. 또한 과감쇠 상황에서 정현파를 인가하여 R,L,C 소자에 걸리는 전압 파형의 크기와 위상 차이를 확인할 수 있었다.

• 3. LC 회로의 공진주파수

  마지막으로 저항을 제거하고 사각파를 LC회로에 인가하였다. 전압이 최대가 되는 지점은 공진주파수이고 실제 측정에서도 이와 거의 유사하게 측정이 되었다.

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• 1. RLC 회로의 과도응답 및 정상상태 응답

  RLC 회로는 저항(R), 인덕터(L), 캐패시터(C)로 구성된 전기 회로로, 과도응답과 정상상태 응답 특성을 모두 가지고 있습니다. 과도응답은 회로에 입력이 가해졌을 때 초기 상태에서 정상상태로 도달하는 과정을 나타내며, 이 과정에서 진동 및 감쇠 현상이 나타납니다. 정상상태 응답은 입력이 지속적으로 가해졌을 때 회로가 도달하는 안정된 상태를 의미합니다. RLC 회로의 과도응답과 정상상태 응답 특성은 회로 구성 요소의 값에 따라 달라지며, 이를 이해하는 것은 전기 회로 설계 및 분석에 매우 중요합니다.

• 2. 저감쇠, 임계감쇠, 과감쇠 특성

  RLC 회로에서는 감쇠 특성에 따라 저감쇠, 임계감쇠, 과감쇠의 세 가지 경우가 존재합니다. 저감쇠 경우에는 진동이 지속되며 점점 작아지는 특성을 보이고, 임계감쇠 경우에는 진동 없이 단조롭게 감쇠하는 특성을 보입니다. 과감쇠 경우에는 진동 없이 빠르게 감쇠하는 특성을 보입니다. 이러한 감쇠 특성은 회로 구성 요소의 값, 특히 저항 값에 따라 달라지며, 회로 설계 시 이를 고려해야 합니다. 예를 들어 과감쇠 특성은 제동 시스템에 활용될 수 있습니다.

• 3. LC 회로의 공진주파수

  LC 회로는 인덕터(L)와 캐패시터(C)로 구성된 전기 회로로, 이 회로에는 공진주파수라는 특별한 주파수가 존재합니다. 공진주파수는 인덕터와 캐패시터의 리액턴스가 서로 상쇄되어 회로 임피던스가 최소가 되는 주파수를 의미합니다. 이 주파수에서 회로는 최대의 전류를 흘려보내게 됩니다. LC 회로의 공진주파수는 인덕터와 캐패시터의 값에 따라 결정되며, 이는 전자 회로 설계 및 분석에 매우 중요한 개념입니다. 예를 들어 공진주파수를 이용하면 특정 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시킬 수 있는 필터 회로를 구현할 수 있습니다.