직렬 RC회로의 임피던스와 전압관계

소개

직렬 RC회로의 임피던스와 전압관계

목차

1. 실험 목적
2. 기본 이론
3. 실험 결과 및 분석
4. 고 찰

본문내용

1. 실험 목적
- 직렬 RC회로에서 임피던스가 어떻게 결정되고 실험으로 확인한다.
- 직렬 RC회로에서의 임피던스가 어떤 위상각을 나타내는지, 어떻게 결정하는지 알아본다.
- 직렬 RC회로에서 인가전압 V완 전류의 위상각을 측정한다.
2. 기본 이론
- 직렬 RC회로에서 임피던스 Z는 R과 XC의 페이저 합이며 XC와 R은 90°의 위상차가 발생한다.
- 직각삼각형에서 임피던스 이다.
- Z와 R사이의 위상각이 θ라면 이다.
- 위상각 θ와 R을 알 수 있다면 임피던스 이다.
- RC회로에서 전압과 전류를 측정하여 오옴의 법칙을 사용하면 임피던스를 구할 수 있다.
- 위에서 서술한 모든 방법에서 동일한 임피던스를 구할 수 있다면 직각삼각형에서 Z, XC, R, θ 의 관계를 확인할 수 있다.
- RC 직렬회로에서 전류 I와 인가전압 V는 θ만큼의 위상차가 발생한다.
- RC 직렬회로에서 V와 I의 위상차 θ는 Z와 R의 위상차가 동일하다.
- 위상차 θ는 XC, R, C 값에 따라 다음과 같이 변화한다.
- RC 직렬회로에서 캐패시터의 전압강하 VC는 저항의 전압강하 VR과 90°의 위상차가 발생한다.



4. 고 찰
이번 실험에서 캐패시턴스 0.033μF 또는 0.1μF인 캐패시터에 2kΩ을 이용하여 직렬회로를 구성한 후, 전체 전압, 저항의 전압과 캐패시터의 전압을 측정하여 위의 결과와 같이 나왔다. 이론에는 10VP-P 측정하라고 나와 있었지만 측정값은 피크값을 유효값(Vrms)로 구하기 때문에 10V보다 좀 더 적게 나왔다. 소자들에게 측정된 전압은 0.033에서는 캐패시터의 전압이 더 크게 나왔지만 0.1일 때에는 저항의 전압이 더 크게 측정되었다. 캐패시턴스에 따라 캐패시터에 걸리는 전압이 달라진다는 것을 알 수 있었다. 전류도 캐패시턴스가 커질수록 더 많은 전류가 흘렀다. 계산된 리액턴스와 임피던스 크기도 캐패시턴스에 따라 변했다. 표를 통해 캐패시턴스의 크기가 클수록 임피던스와 리액턴의 크기는 작아진다는 것을 알았다.
우리는 저항 (R, Resistance) 와 캐패시터(C, Capacitor)의 관계에 대해서 알아보았다.
이번 실험에서 두 가지 방법으로

참고자료

· 없음