R-L-C 직렬회로

소개글

일반 물리학 실험 사전 결과 보고서

목차

1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험 장치
4. 실험 방법

본문내용

R-L-C 직렬회로
사전 Report
1. 실험 목적 : 일정한 진동수의 교류전류가 흐르는 R-L-C 직렬회로의 임피던스를 구한다.
2. 이론 및 원리 : 그림 1에서는 DC전원에 연결도니 저항에 DC전류가 흐를 때 전류의 크기와 방향이 일정함을 보여준다.
(1) 만약 교류전원(AC)을 사용한다면 저항에 흐르는 전류의 모양은 그림2와 같이 나타난다.
저항에 흐르는 전류 와 전압강하 은
(1)
(2)
여기서 이다. 즉
(3)
교류전류계와 전압계는 교류회로에서 최고값을 나타내지 않고 실효값을 나타낸다.
실효값와 최대값 사이의 관계는
, (4)
이다.
저항에 흐르는 전류와, 전압강하를 나타내는 [식(2)], [식(3)]은 두 식에서 같은위상임을 알 수 있으며 이를 그림 4에 나타내었다.
(2) 그림4와 같이 교류전압 가 인덕턴스 L에 연결되어 있다면, 인가 전압 V는
(5)
로 주어지므로
(6)
이다. 전류의 직류성분이 없기 때문에 적분상수는 0이 된다. 이 경우 전류는 전압보다 90° 늦게 된다. (또는 전압이 전류보다 90°앞선다). [식 (8-6)]은
로 쓸 수 있으며
또는 (7)
가 되며, 여기서 을 이라 놓으면 가 된다. 여기서,
(8)
로 정의되는 을 유도성 리액턴스(inductive reactance)라 한다.
인덕터에 흐르는 전류와 전압과의 위상관계를 그림 5에 나타내었다.
(3) 용량 C의 축전기 양단에 의 교류 전압이 가해졌을 때 축전기 양단의 순간 전압은
(9)
로 주어지며, 이것을 시간에 대하여 미분하면
로 전압은 시간에 따라 변화하게 된다. 여기서 이고, V에 를 대입하여 풀면
즉,
(10)
가 되며, 여기서 는 전류의 최대값이다.
[식 (8-10)]에 의하여 전류는 전압보다 위상이 90° 앞선다.
앞의 식들에 의하여 최고전압과 최고전류의 관계는
(11)
로 주어지며, 비례상수 를 용량성 리액턴스(capacitive reactance)라 부르며, 로 표시한다. 즉,

참고 자료

없음