기초회로실험 - 4. Capacitor 및 Inductor의 특성-과도 특성

소개

H 대학교
기초회로실험 A+ 받았던 보고서입니다.
이론, 레퍼런스, 실험결과, 결론 및 토의 자세하게 적어놨습니다.

목차

1. 관련이론
2. 실험결과
3. 결론 및 토의
4. 레퍼런스

본문내용

1. 관련이론
RC 회로 - 과도 상태
에너지를 저장하는 소자들은 주위 환경이 갑자기 변해도 관성에 의해 에너지가 연속적으로 변하므로 새로운 환경에 적응하는데 시간이 걸린다. 이와같이 동적 회로가 새로운 환경에 적응하는 과정을 ‘과도 상태’라 하고 새로운 환경에 충분히 적응된 상태를 ‘정상 상태’라 한다. 특히 회로의 입력이 직류일 때의 정상 상태를 ‘직류 정상 상태’라 한다.

그림 1.1(a)는 t=0에서 RC 직렬 회로에 직류 전압 가 인가되는 모습이며 에 대한 에 대해 알아보도록 한다. 스위치가 닫히기 직전(t=0-)의 순간에 커패시터에는 이미 의 전압이 충전된 상태이므로 연속성 조건에 의해 스위치가 닫히는 순간(t=0) 또는 직후(t=0+)의 커패시터 전압도 여전히 이다. 따라서 그림 1.1(b)에서 의 초기 조건은 이다. 다음으로 에 대한 의 회로 방정식을 구하면
-----(1-1)

따라서 에 대한 미분 방정식은 초기 조건을 포함해 다음과 같다.
, -------(1-2)
위의 이분 방정식은 강제 함수가 상수이므로 강제 응답은 임을 쉽게 알 수 있다. 그리고 상수 를 로 정의하면 특성근이 이므로 고유 응답 은 이다.
따라서 완전 응답의 형태는 다음과 같다.

<중 략>

3. 결론 및 토의
- 실험 가. 나.
구형파 함수를 발생시키고 RC와 RL 회로의 시정수를 측정하는 실험이였다. 커패시터와 인덕터를 직렬과 병렬로 연결해서 실험해본 결과 커패시터는 직렬일때는 저항의 병렬처럼, 병렬일 때는 저항의 직렬처럼 작용하고, 인덕터는 저항의 직병렬 연결과 같게 작용한다는 사실을 확인하였다.
인덕터와 커패시터는 처음에 회로를 전압원에 연결하자마자 전류가 급하게 흐르는 것에 제동을 걸어 준다는 것을 그래프 모양을 통하여 알 수 있었다.
오실로스코프를 사용하여 시정수를 측정할 때 화면 아래쪽에 시정수 값이 나온다. 이 값은 오실로스코프 화면에서 큰 네모 한칸의 시정수를 의미하는데 이 큰 네모가 가로 5칸으로 나뉘어져 있다. 따라서 100s 라고 나온다면 작은 네모 1칸은 100/5=20s인 것이다. 그리고 세로에서 63% 구간에 해당하는 값까지의 가로길이가 시정수였다.

참고자료

· - Hallday 일반물리학 제 8판 / 범한서적주식회사 / Hallday / p.890 ～ 920
· - Hallday 일반물리학 제 8판 / 범한서적주식회사 / Hallday / p.1024 ～ 1027
· - 그림으로 쉽게 배우는 회로이론 / 저자 신윤기 / 도서출판 인터비젼 / p.144 ～ 150