[기초전자실험 with pspice] 17 RC 및 RL 직렬회로 예비보고서 <작성자 학점 A+>

목차

1. 실험목적
2. 이론 요약
3. 실험 내용
4. PSpice 시뮬레이션
5. 결과 예측

본문내용

1. 실험 목적
RC 및 RL 직렬회로의 특성을 실험하고 RC 및 RL 직렬회로의 전압 위상차를 오실로스코프로 측정한다.

2. 이론 요약
RC 직렬회로
왼쪽 그림의 회로는 RC 직렬회로이며 이 회로는 저항 R1과 커패시터 C1이 직렬연결 되어있고, 교류전원 V1이 인가되어 있다. 커패시터에서는 전류의 위상이 전압보다 90° 앞서고, 저항에서는 전류와 전압의 위상이 같다. 이 회로는 직렬회로이므로 R1과 C1에는 같은 전류가 흐르며, 위상차가 생기지 않는다. 결국 커패시터에 의한 위상차는 전압으로 나타나게 되며 저항에 걸리는 전압 V_R1의 위상이 커패시터에 걸리는 전압 V_C1보다 90° 앞선다. (이때, 전압이 정현파이므로 전류도 같이 정현파가 된다)
왼쪽 그림에서 V_R1의 위상이 V_C1보다 (1/4 주기)90° 만큼 앞서는 것을 볼 수 있다. V_R1과 V_C1간에는 90°의 위상차가 있으므로 페이저도를 이용하여 다룬다.
교류전원 V1은 두 벡터 V_R1과 V_C1의 합이므로 왼쪽 그림과 같이 나타낼 수 있다. 삼각형 OAB에서 피타고라스 정리를 적용하면 V1^2= V_R1^2+ V_C1^2이 되며, V1= √(V_R1^2+ V_C1^2 )으로 나타낼 수 있다.
위상각은 θ=tan^(-1) (V_C1/V_R1 )의 식으로 구할 수 있다.
그림[17-1]의 RC 직렬회로를 흐르는 전류를 i라 하면, V_R1과 V_C1은 다음과 같이 나타낼 수 있다: V_R1=iR1,V_C1=iX_c1

참고 자료

홍순관, 기초전자실험 with PSpice, 한빛아카데미, 2016
Ch.17 RC 및 RL 직렬회로 실험자료, 기초전자회로실험
물리 필기구, RL 직렬회로, https://pilgigo.tistory.com/entry/RL직렬-교류회로, 2022. 11. 23