RL 직렬회로의 인덕턴스 측정, RC 회로의 리액턴스 측정, RLC 회로의 응답, RC 직렬회로 설계

소개

"RL 직렬회로의 인덕턴스 측정, RC 회로의 리액턴스 측정, RLC 회로의 응답, RC 직렬회로 설계"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 12. RL 직렬회로의 인덕턴스 측정
2. 실험 13. RC 회로의 리액턴스 측정
3. 실험 14. RLC회로의 응답
4. 09주차 설계보고서

본문내용

3. 결과분석 및 검토사항
1) 결과분석 및 토의
① L 측정 회로 실험
- 이 실험은 회로에 1.06[Vrms]의 전압이 고정적으로 인가되어 있을 때 각각의 소자에 인가되는 전압의 크기를 교류전압계와 오실로스코프를 통해 측정하여 실효치를 계산하기 위한 것이었다. 우선 Function Generator 에서 Frequency = 3[kHz], Vpp = 3Vpp 로 설정하여 회로를 다음과 같이 구성하였다.

위와 같이 회로를 구성한 뒤, Digital Multimeter(교류전압계)를 이용하여 측정한 값과 Oscilloscope 를 통해 측정한 Vpp 의 값과 환산된 실효치를 표에 기입하였다. 이론상으로는 1.06[Vrms] 가 나와야 하지만 교류전압계를 통해 측정한 의 값은 1.02[Vrms] 로 약 3.92[%] 의 오차가 발생했음을 알 수 있었다. 또한 오실로스코프를 통해 얻은 Vpp 의 값을 실효치로 환산한 값과 이론값 사이에서도 약 0.09[%] 의 오차가 발생했음을 확인할 수 있었다. 이는 NI myDAQ 기기 자체의 오차가 존재하고, 유효숫자를 맞추어 값을 적고 계산하는 과정에서 오차가 발생하였기 때문이라고 해석할 수 있다. 또한 저항과 코일 소자에서도 오차가 존재하기 때문에 발생한 것으로도 볼 수 있다.
이 실험에서는 일반적인 전압 계산과는 다른 방법을 통해 의 값을 구하는데 그 식은 다음과 같다.

이는 저항과 인덕터 사이의 위상 차이를 고려하여 벡터 합성법을 이용하여 회로에 인가되는 전압값을 구하는 식이다. 추가적으로, 회로의 소자가 저항만으로 이루어져 있다면 회로에 인가되는 전앖값은 다음과 같은 식을 통해 구할 수 있을 것이다.

② 저항 측정 실험
- 위의 L 측정 회로 실험에서는 인덕터를 사용하였지만, 이 실험에서는 같은 유도 리액턴스 값을 가지는 가변 저항을 사용하여 회로를 구성하였다. 구성한 회로는 다음과 같다.

참고자료

· J. David Irwin & R. Mark Nelms, Engineering Circuit Analysis, 11th edition, Wiley, 2015, p269-p292