RC회로의 과도응답과 정상상태응답 (예비레포트)

소개

RC회로의 과도응답과 정상상태응답을 수학적으로 도출하고 실험적으로 그 특성을 확인하기 위한 실험의 예비레포트입니다.
작성 중인 해당 실험의 레포트에 여러가지로 도움을 드릴 수 있을 것입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험준비물
4. 실험방법
5. 결과예측
6. 문제
1) 6[Ω]의 저항과 X=-8[Ω]의 용량 리액턴스를 직렬로 연결한 회로의 임피던스를 구하시오.
2) 10[Ω]의 저항과 X=-10[Ω]의 용량 리액턴스를 직렬로 연결한 회로에 220sinwt[V]의 전압을 인가했을 때, 이 회로의 임피던스 및 전류의 크기와 위상각을 구하시오.
3) 카메라 플래시 회로를 아래 그림 10-q1과 같이 단순화 시켰다. 충전되는 시간과 방전되는 시간은 각각 몇 초인가?(실제 카메라 플래시는 대개 방전관을 이용하지만 일반적인 원리는 크게 다르지 않다.) 최종치 및 초기치의 98%에 해당하는 값에 도달하는 시간을 각기 충전 시간과 방전 시간으로 정의하기로 하자.
4) 커패시터 양단의 전압은 순간적으로 변할 수 없지만, 전류는 순간적으로 변할 수 있다. 이것은 커패시터 회로가 순간적인 변화에 대해서는 ( )회로로 동작함을 의미한다.
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
RC회로의 과도응답과 정상상태응답을 수학적으로 도출하고 실험적으로 그 특성을 확인한다.

2. 실험이론
▶커패시터 : 회로소자로 사용되는 전기용량을 갖는 장치로 2개의 도체판 사이에 공기 또는 다른 전기전도체를 끼워 마주보는 형태의 장치.
▶전기용량 : 축전기 양단에 걸리는 전압에 따른 축전기에 저장되는 전하를 의미합니다. 만약 전하가 2개의 대전되지 않은 도체의 한 도체에서 다른 도체로 이동하면 각각 같은 크기의 양과 음으로 대전되고 이 두 도체 사이에는 전위차가 발생합니다. 전기용량 C는 어느 한 도체에 있는 전하 Q와 두 도체 사이의 전위차 V의 비, 즉 간단히 C = 로 표시됩니다. SI 단위계에서 전하량의 단위는 쿨롬이고 전위차의 단위는 볼트입니다. 그러므로 전기용량의 단위는 1C/V 이며 패럿(F)으로 불립니다. ...



6. 문제
1) 6[Ω]의 저항과 X=-8[Ω]의 용량 리액턴스를 직렬로 연결한 회로의 임피던스를 구하시오.
해설) 엄밀하게 용량 리액턴스는 X=-j8[Ω]입니다. 즉 허수부입니다. 따라서 6[Ω]의 저항과 직접 계산이 아니라 Z= 과정을 통해 전체 임피던스를 구해야 합니다.
Z = = 10Ω
이 회로의 임피던스는 10Ω입니다.
2) 10[Ω]의 저항과 X=-10[Ω]의 용량 리액턴스를 직렬로 연결한 회로에 220sinwt[V]의 전압을 인가했을 때, 이 회로의 임피던스 및 전류의 크기와 위상각을 구하시오.
해설) 이 문제 역시 1)과 같이 전체 임피던스를 구해줍니다.
Z = = 10
임피던스를 페이저로 변환해주면 다음과 같습니다.
10 -45°
이 회로에 220sinwt의 전압이 인가됩니다.
sinwt = cos(wt - 90°)
이므로 이 역시 페이저로 변환해주면 다음과 같습니다.
220cos(wt - 90°) ⇒ 220 -90°
따라서 이 회로의 전류는 에 의해 = 11 -45°
전류의 크기는 11A, 위상각은 -45°
3) 카메라 플래시 회로를 아래 그림 10-q1과 같이 단순화 시켰다. 충전되는 시간과 방전되는 시간은 각각 몇 초인가?(실제 카메라 플래시는 대개 방전관을 이용하지만 일반적인 원리는 크게 다르지 않다.) 최종치 및 ...

참고자료

· - 다음 - 백과사전 - 커패시터
· - http://physics.inha.ac.kr/physlab/ppt/09_RC.pdf(RC회로 충전과 방전 사진과 자료)