과고 물리 1등급의 RLC 실험 보고서

소개

RC, RL, LC, RLC 회로를 직접 구성하여 실험해보고 결과값을 분석함. RLC 실험에서 R값을 파라미터로 두어 추가 실험을 진행하였고, 실험 오차나 자신의 생각을 구체적으로 구술함.

목차

1. 실험목적
2. 준비물
3. 이론적 배경
4. 실험 방법
5. 결과
6. 결론 및 분석

본문내용

1. 실험 목적(Purpose)
이번 실험은 함수 발생기를 이용하여 여러 가지 RLC회로를 설계해 정현파를 보내준 뒤, 오실로스코프를 통해 함수의 파형변화를 관찰하여 진동수에 따른 전압 진폭을 확인하고, 위상차를 확인하는데 목적이 있다.

2. 준비물
인덕터, 축전기, 저항, 전선, 프로브, 함수 발생기, 오실로스코프

3. 이론적 배경(Theory)
1.1. 오실로스코프 사용법
1) 채널 1과 2가 나오도록 설정 한다.
2) DC를 제거하도록 설정 한다.
3) GND가 신호가 원점에 오도록 POSION을 조절 한다.
4) 신호가 흐르면서 신호가 나오면 1.5 ~ 2주기의 신호가 그려지도록 SEC/DIV을 조정 한다.
5) 트리거를 상승 에지로 트리거 레벌을 신호를 보면서 선택한다. 신호가 멈추면 위와 같이 그려지도록 한다.
6) SINGLE모드로 신호를 찍듯이 잡는다.

1.1. 함수 발생기 사용법
함수 발생기는 전자 신호인 파형을 발생시키기 위한 장치로, 사인파, 사각파, 삼각파, 톱니파, 잡음파 등 여러 파형을 만들어낼 수 있다. 이 모델의 함수발생기의 경우 시작하면 기본적으로 사인파로 설정되기 때문에 주파수와 전압만을 조절하면 된다.
1) 주파수를 설정하기 위해 'Freq' 버튼을 눌러 주파수가 깜박이도록 한다. 로브를 돌려 원하는 주파수를 맞추면 바로 해당 주파수가 출력 된다.
2) Ampl을 선택하면 신호의 전압을 조정할 수 있다.
3) 자신이 사용하는 채널 번호를 선택해 출력은 on/off 스위치로 조절하면된다.

1.1. 1차회로와 2차회로
위 사진은 RLC 직렬 회로의 예시를 나타낸 것이다. 이 실험에서 확인하고자 하는 것은 첫 째, 공명주파수를 찾고 이것의 절반이 되는 값과 2배가 되는 값으로 각각 설정한 뒤, Vr, Vl, Vc의 값을 비교하는 것이다. 주파수 변화에 의한 변화율을 측정할 수 있다. 둘째, 위상차를 측정하여 이론적인 값과 비교해볼 예정이다.

참고자료

· 박승호, 김익수, 김종엽, 남경식, & 박종찬. (2018). 고등학교 물리학 실험. n.p.: 대전광역시교육청.
· David Halliday Rovert Resnick Jearl Walker, PRINCIPEELS OF PHYSICS(2021)
· Tektronix(2011). 오실로스코프의 모든 것(입문서)