연세대학교 일반 물리학 실험 RLC교류 회로

소개

연세대학교 일반 물리학 실험 RLC교류 회로

목차

1. 측정값
2.결과 및 토의
[질문]
(1) R,C,L 회로소자와 위상관계

본문내용

2.결과 및 토의
교류전압을 걸었을 때, R, L, C 각각에 흐르는 전류 파형의 위상과 최대값이 어떻게 되는지 알아보고, 또, RLC 회로에서의 공명현상을 관찰하고, 공명주파수를 실제로 측정하여 확인하는 실험이다.
도선 및 회로 연결 요소의 저항과 전원장치의 내부저항에, 처음 주어진 5V의 일부가 할당되어서 실제 R, L, C에 할당된 전압은 5V보다 적었고, 따라서 그에 따른 최대 전류도 예상보다 적었다. 또, 인덕터에는 인덕턴스만 작용하는 것이 아니라 약 3Ω 정도의 내부저항이 있었다. 그래서 실제로는 RL 회로에서와 같은 효과를 나타내었을 것이다.
또, 각 요소들의 공칭값이 미세하게나마 부정확한 경우도 있었다. 예를 들어 저항 R의 공칭값은 10Ω이지만 실제로는 10.1Ω이었다.
최대 전류값을 부정확하게 구한 것도 원인이다. 어느 지점이 정확히 최대 전류값의 위치인지 불분명했다. 소수 셋째 자리까지 얻을 수 있도록 설정했으나, 컴퓨터를 통한 수작업의 한계 때문에, 한 지점 주변에서 얻을 수 있는 값이 매우 불연속적으로 몇 개로 제한되어 있었다.
이 원인들은 RLC 공명 회로에서도 마찬가지로 오차 원인으로 작용했다. 공명이 이루어지는 실제 주파수는 이론값보다 낮았다. 리액턴스 이기 때문에 R이 예상보다 크면 전류가 그만큼 작아지기 때문으로 생각할 수 있다.
그리고 주파수를 입력할 때에도 단시간 내에 입력하는 값이 많다보니 소수점 단위로까지 입력할 수는 없었다. 정수 단위의 주파수까지 구하지 못해서 이론값과 1이하의 차이를 보이는지 여부를 확인할 수 없었다.
덧붙여서, L만의 회로에서 철심이 있는 경우와 없는 경우가 역시 큰 차이를 보였다. 5V의 전압을 입력했을 때 나타나는 최대 전류를 비교해 보면, 철심이 있는 경우가 2배 정도 크게 나타나서, 공심의 인덕턴스인 12mH의 이론값과는 당연히 크게 어긋났다. 인덕턴스값이 이미 코어 내부의 물질을 고려한 값이란 사실을 확인했다.

참고자료

· 없음