예비보고서-phasor 및 ac정상상태응답

소개

1. 목적
(1) 교류 회로에서 전압, 전류 사이의 위상 개념을 파악한다.
(2) 교류 회로의 임피던스 및 리액턴스의 개념을 파악한다.
(3) R, L, C로 구성된 회로에 정현파가 입력되었을 때 회로의 응답 (즉, 회로의 각 node들 간의 전압, 각 소자를 통하여 흐르는 전류 등)이 입력된 정현파와 같은 주파수를 가지는 정현파가 되고 다만 진폭과 위상만이 달라진다는 사실을 실험을 통하여 알아본다.
(4) RLC 직렬 공진 회로와 RLC 병렬 공진 회로의 특성(공진 주파수, Q-factor) 들의 물리적인 의미를 실험을 통하여 알아본다.

목차

1.목적
2. 준비문제
(1) [그림 2-1]의 RC 회로에서 VR, VC의 phasor diagram을 그리고, 입력 전압과 출력 전류(R에 흐르는 전류)의 위상차를 구하라. Function generator에 부하로 연결된 회로의 복소 impedance를 구하라.
(2) 그림 2-3의 RL 회로에 대해서 (1)을 반복하라.
(3) RLC 공진 회로에서 공진 상태, 대역폭, Q-factor에 대해 간략하게 요약하라.
(4) 리사쥬도형을 이용하여 위상차를 구하는 방법

등등

본문내용

리사쥬도형을 이용하여 위상차를 구하는 방법
- 위상차를 구하는 방법으로는 여러 가지 방법이 있으나, 통상적으로 시간차이를 이용한 방법과 리사쥬도형을 이용한 방법을 많이 사용한다. 이 때 리사쥬도형을 이용하여 위상차를 구하는 방법에 대해 알아보자. 리사쥬도형은 신호 하나를 통상적으로 사용하는 것처럼 수직부(y축)으로 입력하고 시간 축이 아닌 다른 신호를 수평부(x축)으로 한 모드를 말한다. 이 때 두 신호를 주파수가 같은 임의의 정형파라고 하면, 즉 라고 하면 다음과 같은 방법으로 위상차를 구할 수 있다. 두 신호는 주파수가 같기 때문에 그림(a)와 같은 형태로 리사쥬 도형이 나타난다. 여기서 y절편에 대해서 생각해보면 y절편에서는 x=0이다. 이때의 시간 t를 0이라고 생각해보면 x신호는 와 같이 나타난다. 이 때 y절편의 값은 t=0일 때, y신호의 값을 의미한다.따라서 y절편의 값을 y1(>0)이라고 하면, 에서,이다. 이 때 는 y신호와 x 신호의 위상차인 와 같다.
이 때 y신호의 진폭은 (b)에서처럼 리사쥬 도형에서 y방향으로 가장 큰 도형의 폭을 측정하면 알 수 있다.

1) 주파수가 1 kHz, VP-P = 4 volt인 정현파를 입력으로 인가하고, VO(t)와 IO(t)의 진폭과 위상차를 측정한다. IO(t)의 진폭은 저항 R1 양단에 걸리는 전압의 파형을 스코프로 측정함으로써 구할 수 있다. (R1 양단에 걸리는 전압을 측정할 때에는 스코프의 두 channel을 사용하면서 INVERT, ADD 기능을 활용한다.)
- 입력전압을 phasor로 나타내면 이다. 이때 V0(t)와 I0(t)를 각각 구해보자.
위의 회로에서 Z를 구해보면

이때 이므로
이다.
따라서

참고자료

· 문서에 첨부되어있습니다.