[알기쉬운 기초 전기 전자 실험 (문운당)] 13-14. RC,RL회로 시정수 & RLC 직렬회로 과도특성 예비보고서

소개

"[알기쉬운 기초 전기 전자 실험 (문운당)] 13-14. RC,RL회로 시정수 & RLC 직렬회로 과도특성 예비보고서"에 대한 내용입니다.

목차

실험 제목 : RC, RL 회로의 시정수
I. 실험목적
II. 이론
III. 실험방법
IV. 사용기기 및 부품

실험 제목 : RLC 직렬회로의 과도특성
I. 실험목적
II. 이론
III. 실험방법
IV. 사용기기 및 부품

본문내용

I. 실험목적
Ÿ 무전압상태에 고유응답 특성과 직류전압을 인가할 경우에 나타나는 강제응답 특성을 시정수() 등을
이용하여 분석한다.
II. 이론
1. RC 회로
위의 회로에서 2개의 전압원 (직류인가전압 E, 초기값 전압 
)이 존재하며, 중첩의 원리에 의해 두 개의 회로에서 출력의 합으로 구할 수 있다. 위의 회로에 대한 해석은 고유응답 [13-2(a)]과 강제응답 [13-2(b)] 해석을 의미한다. 고유응답 : 무전원상태의 회로에서 커패시터에 충전된 전압에 의해 나타나는 응답
강제응답 : 인가전원에 의해 정상적으로 나타나는 응답
고유응답에서 나온 해와 강제응답에서 나온 해를 합하면 완전응답을 구할 수 있다. 커패시터는 일정한 시간동안 충전작업을 계속하다가 포화상태에 다다르면, 그 후 계속 일정한 전압을 유지하게 된다. 이러한 상태를 정상상태라고 하며, 강제적으로 직류전압을 인가하였을 때 나타나는 출력을 강제응답이라고 한다. 위의 회로에서 직류인가전압원 E를 제거한 경우에, 커패시터에 충전된 전압이 시간이 지남에 따라 점차 방전하기 시작한다. 이처럼 전압을 주지 않았을 때 출력이 일시적으로 나타났다가 사라지는 상태를 과도상태라고 하며, 과도적으로 나타나는 응답을 고유응답이라고 한다.
(1) 고유응답
직류전압 인가상태에서 일정한 시간 후에, 직류전압을 제거한 경우에 대하여 회로를 해석한다.  = 0 상태를 직류전압 제거상태로 간주하고, 커패시터의 초기전압을 로 간주한다. KCL을 적용해보면   
   



   


(13∙1)
부정적분하면
    
  (13∙2)
In   

   (13∙3)
초기전압값 로부터 풀면
   
(13∙4)
고유응답특성곡선에서 출력의 크기가 최대값이 되는  되는 지점까지 걸리는 시간을 시정수라고 하고 라고 표현한다.

참고자료

· 예제로 풀어쓴 회로이론 (*p.357-360 [표 7-1] 전원이 없는 직렬 RLC회로를 구형파의 LOW(0V)와 등가) (*p.371-372 [표 7-3] 직렬RLC회로의 스텝응답을 구형파의 HIGH(3V)와 등가)
· 지식저장고(https://mathphysics.tistory.com/247) 13. 무전원