A+ 받을 수 있는 중앙대학교 전기회로설계실습 설계실습 8. 인덕터 및 RL회로의 과도응답

소개

중앙대학교 후배들에게 큰 도움이 됬으면 하는 바램입니다. 언제나 감사합니다

목차

1. 서론

2. 설계실습 내용 및 절차
1) 4.2 (LPF) 가변저항을 설계한 저항으로 조절하라. 설계한 대로 RC직렬 LPF를 구성하고 주 파수가 10 ㎑이고 Vpp가 1 V인 사인파를 인가하라. LPF입력 전압, R의 전압(출력)의 파 형을 측정, 제출하라. 가능한 한 정확하게 크기와 위상을 표시하라. LPF입력 전압과 출 력전압을 XY mode로 관찰하여 파형을 그려라. 이론치와 계산치의 오차(%)는 얼마인가? 그 이유는 무엇이라 생각하는가? XY mode로 관찰한 파형 저장, 제출하고 이론적 근거 를 제시하라.
2) 4.3 1 Vpp인 입력정현파의 주파수를 100 ㎑까지 변화시키면서 그래프를 그릴 수 있도록 LPF의 출력전압의 최대값을 측정하여 기록하라. LPF의 출력전압의 크기를 주파수의 함 수로 하여 linear(H)-log(주파수) 그래프로 그려서 제출하라. 같은 그래프에 실험에 사용 된 소자의 값으로 계산한 계산치도 같이 그려라(EXCEL 사용). 잘 맞는가? 오차가 있으 면 어느 주파수에서 어느 정도인가? 그 이유는 무엇이라 생각하는가?
3) 4.4 (HPF) 가변저항을 설계한 저항으로 조절하라. 설계한 대로 RL직렬 HPF를 구성하고 주 파수가 10 ㎑이고 Vpp가 1 V인 사인파를 인가하라. HPF입력 전압, R의 전압(출력)의 파형을 측정, 제출하라. 가능한 한 정확하게 크기와 위상을 표시하라. HPF입력 전압과 출력전압을 XY mode로 관찰하여 파형을 그려라. 이론치와 계산치의 오차(%)는 얼마인 가? 그 이유는 무엇이라 생각하는가? XY mode로 관찰한 파형 저장, 제출하고 이론적 근거를 제시하라
4) 4.5 Vpp가 1 V인 입력정현파의 주파수를 100 ㎑까지 변화시키면서 그래프를 그릴 수 있 도록 HPF의 출력전압의 최대값을 측정하여 기록하라. HPF의 출력전압의 크기를 주파수 의 함수로 하여 linear(H)-log(주파수) 그래프로 그려서 제출하라. 같은 그래프에 실험에 사용된 소자의 값으로 계산한 계산치도 같이 그려라(EXCEL 사용). 잘 맞는가? 오차가 있으면 어느 주파수에서 어느 정도인가? 그 이유는 무엇이라 생각하는가? L의 저항성분 을 무시한다면 설계와 실험사이에 어느 정도의 오차가 날 것인가?

3. 결론

본문내용

요약 : 먼저 오실로스코프를 이용하여 RL회로의 파형들과 시정수를 측정하였다. EXCEL을 이용하여 Simulation 계산결과와 비교하였다. 이때 6%의 큰 오차가 발생하였다. 함수발생기의 내부저항과 인덕터의 저항을 고려하여 또한 계산하면 -0.014%가 관측되었다. 이 작은 오차는 가변저항의 조절과 정확하지 않은 인덕터의 값 때문이다. RL회로는 RC회로와 다르게 입력파형의 offset값이 변했을 때 저항전압도 같이 평행이동함을 확인할 수 있었다. 또한 오실로스코프의 -단자가 접지에 연결됨을 이용하여 잘못된 회로의 연결도 확인하였다. 입력파형의 크기와 상관없이 시정수는 또한 같음을 확인하였다. 굉장히 높은 주파수의 사각파를 입력하였을 때 인덕터의 전류의 연속성으로 인하여 저항은 삼각파의 전압, 인덕터는 사각파에 가까운 전압파형을 가짐을 확인하였다.

1. 서론
주어진 시정수를 갖는 RL회로를 설계하고 이를 측정하는 방법을 설계하였다. RC회로와도 비교하고 L의 특성에 대해서 생각해보므로 앞으로의 실험에서도 중요한 실험이다.

<중 략>

4.3 Function generator의 출력을 1 V의 사각파(high = 1 V, low = 0 V, duty cycle = 50% )로 하고 Function generator(+) - 저항 - 커패시터 - Function generator(-)의 순서로 연결하라. 실험 4.1에서 사용한 주파수를 사용하라. 저항의 양단에 오실로스코프의 단자를 연결하였을 때의 파형을 측정하고 스케치하라. 그리기 힘들면 오실로스코프에 나타나는 상황을 설명하라. Function generator의 출력을 5 V로 증가하여 반복하라. 둘 사이의 차이점을 파악하도록 노력하라. 결과가 예상과 일치하는가? 이론적 근거를 제시하라.

전류가 흐르는 방향을 따라가보자. Function generator(+) 를 지나, 저항을 지나면 CH1의 -단자에 의해 전류가 모두 빠져나가게 된다.

참고자료

· 김호성, 2022, 전기회로설계 및 실습, 중앙대학교 전자전기공학부, 설계실습 8장