[일반물리학실험] RLC임피던스

소개글

A+를 받은 레포트입니다. 실험이론과 결과및분석이 자세합니다.^^

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험 장치 및 기구
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 분석 및 토의
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
- 저항(resistor), 인덕터(inductor) 및 축전기(capacitor)로 구성된 교류회로에서 주파수에 따라 변화하는 를 각각 측정하고, RLC회로의 임피던스 Z를 구한다.
2. 실험이론
- 1) 인덕터 (inductance)
임의의 도선을 같은 방향으로 n번 감게 되면, 각 고리에 발생하는 자기장이 도선을 감은 수만큼 중첩되어 더 강한 자기장을 형성하게 된다. 이렇게 도선을 감아놓은 것을 권선이라고하는데, 이 권선에 교류전류를 흘리면 권선에 발생하는 자기장은 권선에 흐르는 전류의 크기에 비례하며 권선의 양 끝에는 렌츠의 법칙에 따라 자기장의 변화를 거스르는 방향(즉 자기장을 유지하려는 방향)으로 전압이 유도된다. 이처럼 전류의 변화량에 비례하는 전압이 나타나는 권선을 인덕터라고 하고 전류 변화량과 전압 사이의 비례상수를 인덕턴스(L)라 부르며 단위는 헨리(H)이다. 이를 VL=LdiL/dt 이러한 식으로 표현 할 수 있다.
인덕터는 위에서 말한대로 전류의 흐름을 방해하는 특성을 가지고 있는데, 유도성 리액턴스라()하고 로 표현한다 (여기서 ). 즉 인덕턴스의 전압과 전류관계를 유도성 리액턴스를 이용하여 VL=XLI 로 나타낼 수 있다. 여러개의 인덕터가 직렬로 연결되어 있을 경우 합성 인덕턴스는 각 인덕터를 더함으로써 구할 수 있다(LT=L1+L2+L3). 또 병렬로 연결되어 있을 경우에는 역수끼리의 합의 역수를 취한 꼴, 즉 1/LT=1/L1+1/L2+1/L3가 된다. 이처럼 인덕터는 여러개의 저항의 합성 저항을 구하는 것과 같다.
2) 커패시턴스(capacitance)
절연체 혹은 유전체를 도체판 사이에 넣어서 전하축적 현상을 이용한 교류소자를 커패시턴스라고 한다. 커패시턴스는 C로 표현하며, 식으로 나타나면 IC=Cdvc/dt 가 되고 단위는 패럿(F)이다. 즉 커패시턴스가 크면 클수록 더 많은 전하를 축적 할 수 있게 된다.
인덕터와 마찬가지로 전류의 흐름을 방해하려는 것이 있는데, 용량성 리액턴스()라 하고 이것을 식으로 나타내면 가 된다(여기서 ). 인덕터의 유도성 리액턴스와 반대적인 성질을 가짐을 알 수 있다. 또 직류 전원에서는 주파수가 0이므로 마치 개방회로와 같아진다. 전압과 전류관계를 용량성 리액턴스를 이용하여 VC=XCI 로 표현 할 수도 있다. 여러개의 커패시턴스가 직렬로 연결되어 있을 경우 역수끼리의 합의 역수를 취한 꼴, 즉 1/CT=1/C1+1/C2+1/C3 이 되고, 병렬로 연결되어있을 경우에는 CT=C1+C2+C3 로 합성 커패시턴스를 구할수 있다. 이는 합성 저항, 합성 인덕턴스를 구하는 방법과 반대이다.

참고 자료

- 일반 물리학 실험 / 한성철 외 7인 / 형설출판사
- 일반물리학 / 이영제 외 7인 / 형설출판사 - 일반물리학 / D.Halliday / 범한서적