일반물리학및실험 실험3 전자 기기 측정연습 결과 보고서

문서 내 토픽

1. 직류와 교류의 차이점

실험 결과를 통해 직류와 교류의 차이점을 파악할 수 있었다. 직류는 방향이 일정한 전기의 흐름이고, 교류는 시간에 따라 전류가 흐르는 방향과 크기가 주기적으로 변하는 전기의 흐름이다. 직류는 계속 같은 방향인 양의 방향으로 진행되었지만, 교류는 +와 -의 위치가 수시로 바뀌었다. 또한 교류는 sin 파형이기 때문에 전압의 최댓값과 최솟값의 절댓값이 같고 부호가 다르게 나타났다.
2. 직류와 교류의 공통점

직류와 교류의 공통점은 모두 한 방향으로 진행된다는 것이다. 직류는 항상 같은 방향인 +에서 -로 진행되고, 교류는 +,-의 위치가 수시로 바뀔지는 몰라도 +에서 -로 진행된다는 점이 같다.
3. PWM(펄스 폭 변조)

PWM은 Pulse Width Modulation(펄스 폭 변조)라는 뜻으로, 펄스파의 듀티비(duty ratio)를 조절하여 펄스 폭을 변화시킴으로써 평균 전압을 변화시킬 수 있다. PWM을 사용하면 LED의 밝기를 다양하게 표현할 수 있고, RGB LED를 사용할 때는 다양한 색상을 표현할 수 있으며 각종 모터의 회전속도를 제어할 수 있다.
4. 아날로그와 디지털의 차이점

아날로그는 시간에 따라 연속된 값이 지속적으로 표현되고, 디지털은 2개의 값인 0과 1로만 표현할 수 있다. 이러한 차이점 때문에 아날로그는 사인함수처럼 표현이 가능하고, 디지털은 각진 모양으로 표현이 된다. 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하려면 DAC (Digital to Analog Converter)가 필요하지만 아두이노는 DAC가 없으므로 PWM을 사용한다.
5. 오실로스코프와 멀티미터의 차이점

오실로스코프는 시간에 따른 입력전압의 변화를 화면에 출력하는 장치로, 전기진동이나 PMW처럼 시간적 변화가 빠른 신호를 관측한다. 멀티미터는 전류, 전압, 저항, 전기 용량 등 전기 회로의 특성들인 물리량을 누구나 손쉽게 측정할 수 있도록 만들어진 도구이다.
6. 5V 입력 시 그래프가 나오지 않은 이유

5V로 바꾸었을 때 그래프가 나오지 않았던 이유는, 코드상에서 ~10에서 신호가 나오도록 세팅되어 있었기 때문이다. 5V일 때 on(켜짐)을 나타내기 때문에 그래프가 나오지 않았다.

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1. 직류와 교류의 차이점

직류(DC)와 교류(AC)는 전기 신호의 흐름 방향에 따라 구분됩니다. 직류는 전류가 일정한 방향으로 흐르는 반면, 교류는 전류의 방향이 주기적으로 바뀝니다. 직류는 배터리나 태양전지와 같은 직류 전원 장치에서 발생하며, 교류는 발전소나 콘센트에서 공급되는 전력입니다. 직류는 전압이 일정하지만 교류는 주기적으로 변화합니다. 이러한 차이로 인해 직류와 교류는 각각 다른 용도로 사용됩니다. 직류는 전자 기기나 모터 구동에 적합하고, 교류는 가정이나 산업 현장에서 전력 공급에 주로 사용됩니다.
2. 직류와 교류의 공통점

직류와 교류는 전기 신호의 흐름 방향에 따라 구분되지만, 몇 가지 공통점도 있습니다. 첫째, 둘 다 전자기 에너지를 전달하는 수단입니다. 둘째, 전기 회로에서 저항, 커패시터, 인덕터 등의 소자를 통해 전기 신호를 제어할 수 있습니다. 셋째, 전기 에너지를 다른 형태의 에너지로 변환할 수 있습니다. 예를 들어 전기 모터를 통해 기계 에너지로, 전구를 통해 빛 에너지로 변환할 수 있습니다. 넷째, 전기 신호의 크기와 주파수에 따라 다양한 용도로 활용될 수 있습니다. 이처럼 직류와 교류는 전기 신호를 다루는 방식에 차이가 있지만, 전기 에너지를 활용한다는 점에서 공통점이 있습니다.
3. PWM(펄스 폭 변조)

PWM(Pulse Width Modulation)은 디지털 신호를 이용하여 아날로그 신호를 생성하는 기술입니다. PWM은 일정한 주기의 펄스 신호를 생성하고, 이 펄스의 폭을 조절함으로써 평균 전압을 제어할 수 있습니다. 이를 통해 모터 속도 제어, 조명 밝기 조절, 전력 변환 등 다양한 응용 분야에 활용됩니다. PWM은 디지털 제어가 가능하고 효율적이며, 아날로그 회로에 비해 구현이 간단합니다. 또한 펄스 폭 변조를 통해 연속적인 아날로그 신호를 생성할 수 있어 디지털 시스템에서 아날로그 제어가 가능합니다. 이처럼 PWM은 디지털과 아날로그 시스템을 연결하는 중요한 기술로 활용되고 있습니다.
4. 아날로그와 디지털의 차이점

아날로그와 디지털은 신호 처리 방식에 따라 구분됩니다. 아날로그 신호는 연속적인 값을 가지는 반면, 디지털 신호는 이산적인 값을 가집니다. 아날로그 신호는 전압이나 전류의 크기로 정보를 표현하지만, 디지털 신호는 0과 1의 이진수로 정보를 표현합니다. 아날로그 신호는 연속적인 변화가 가능하지만 디지털 신호는 이산적인 변화만 가능합니다. 아날로그 신호는 노이즈에 취약하지만 디지털 신호는 노이즈에 강합니다. 아날로그 시스템은 연속적인 값을 처리하지만 디지털 시스템은 이산적인 값을 처리합니다. 이러한 차이로 인해 아날로그와 디지털 시스템은 각각 다른 장단점을 가지며, 응용 분야에 따라 적절히 활용됩니다.
5. 오실로스코프와 멀티미터의 차이점

오실로스코프와 멀티미터는 전기 회로 분석에 사용되는 대표적인 계측 기기입니다. 오실로스코프는 전압, 전류, 주파수 등의 파형을 시간에 따라 실시간으로 표시하여 회로의 동작을 시각적으로 확인할 수 있습니다. 반면 멀티미터는 전압, 전류, 저항 등의 값을 숫자로 표시하여 회로의 상태를 정량적으로 측정할 수 있습니다. 오실로스코프는 동적인 신호 분석에 적합하지만 멀티미터는 정적인 측정에 더 적합합니다. 또한 오실로스코프는 고가이고 사용이 복잡한 반면, 멀티미터는 상대적으로 저렴하고 사용이 간단합니다. 따라서 회로 분석 목적에 따라 오실로스코프와 멀티미터를 적절히 활용할 수 있습니다.
6. 5V 입력 시 그래프가 나오지 않은 이유

5V 입력 시 그래프가 나오지 않는 이유는 다음과 같은 가능성이 있습니다. 첫째, 측정 대상 회로의 입력 전압 범위가 5V를 초과하는 경우입니다. 오실로스코프의 입력 범위가 5V 미만이라면 5V 입력 신호가 오실로스코프의 측정 범위를 벗어나 그래프가 나오지 않을 수 있습니다. 둘째, 측정 대상 회로의 입력 임피던스가 오실로스코프의 입력 임피던스와 맞지 않는 경우입니다. 이로 인해 신호 전달이 제대로 이루어지지 않아 그래프가 나오지 않을 수 있습니다. 셋째, 오실로스코프의 설정이 잘못되어 있을 수 있습니다. 예를 들어 수직 감도나 시간축 설정이 적절하지 않다면 그래프가 나오지 않을 수 있습니다. 따라서 이러한 가능성들을 점검해 보고 필요한 경우 오실로스코프의 설정을 조정해 보는 것이 도움이 될 것입니다.

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