1. 실험 목적단진자를 이용하여 중력가속도를 측정한다. 그리고 중력가속도 실험식을 이끌어 낸 진자의 단조화운동을 이해한다.2. 실험 개요작은 쇠구슬을 실에 매달아 진자를 구성한 후 연직면 상에서 5〬 이내의 작은 각으로 진동 운동시키고 진자의 단조화운동을 관찰하며 포토게이트 타이머 시스템을 이용하여 진자의 주기를 측정한다. 이 주기 측정값과 진자의 길이 측정값을 식 (12)의 중력가속도 실험식에 대입하여 중력가속도를 구한다. 이어 진자의 길이를 변화시켜가면서도 실험하며 진자의 길이 변화에 따른 주기 변화를 관찰하고 중력가속도를 측정한다. 이렇게 측정한 중력가속도의 실험값을 중력가속도의 참값(979.94cm/s∧2)과 비교하여 그 일치를 확인하여 본다. 그리고 일치의 확인으로부터 단조화운동을 해석하여 얻은 중력가속도 실험식이 옳음을 확인하고, 이를 통해 단조화운동을 이해하도록 한다.3. 기본 원리물체를 실에 매달아 진자를 구성한 뒤 연직선상에서 진동시킨다고 하자. 중력이 강할수록 진자를 더 큰 힘으로 잡아당기니까 진자가 더 빨리 연직선의 평형점에 이르게 되어 진자의 진동주기가 빠를 것이라고 생각된다. 이 생각이 옳다면 진자의 주기는 중력의 세기 또는 중력가속도와 관련있음을 추론할 수 있으므로, 먼저 진자의 주기와 중력가속도의 관계를 알아내고 이를 역으로 하여, 쉬이 측정할 수 있는 전자의 주기를 측정함으로써 중력가속도를 구할 수 있을 것이다.4. 실험 기구구형 추금속 봉의 스탠드클램프(大)(1), 클램프(小)(1)실포토게이트 타이머 시스템줄자버니어 캘리퍼스고무줄각도계5. 실험 방법(1) 실을 금속봉의 스탠드 상단에 수직하게 설치된 작은 막대 구멍에 감는다.(2) 구형 추의 중심이 광센서의 높이를 지나게 포트게이트를 설치한다.(3) 진자를 매우 작은 각 이내에서 진동 운동시킨다.
본 설계실습에서 출력저항이 큰 센서의 출력신호를 증폭하는 Inverting, Non-inverting를 설계하고 각 저항값들을 이용하여 Gain을 계산해서 출력전압을 예상하고 측정하고 오차율을 분석했다. 10k Ω, 100k Ω의 저항값을 사용했을 때 Inverting Amplifier에서는 1.8%, Non-Invering Amplifier 에서는 2.76%의 오차율을 얻었다. 그러나 저항을 실제로 측정하고 오차율을 계산하면 Inverting Amplifier에서는 0.9%, Non-Invering Amplifier 에서는 1.875%의 값을 얻었다. 두 경우 모두 오차율이 줄어들었다.
1. 목적RL Ω, Rbias kΩ, VCC V인 경우 Push-Pull 증폭기의 동작을 이해하고 Dead zone과 Crossover distortion 현상을 파악하며 이를 제거하는 방법에 대해서 실험한다.2. 준비물 및 유의사항Function generator 1대Oscilloscope 1대DC Power Supply(2channel) 2대DMM 1대NPN Transistor 2N3904 (Fairchild) 1개PNP Transistor 2N3906 (Fairchild) 1개Resistor 저항 1kΩ 1개Resistor 저항 1kΩ 1개UA741CP opamp 1개
1. 목적Op-Amp를 이용한 Oscillator (신호발생기)를 설계 및 측정하여 positive feedback의 개념을 파악하고, 피드백 회로의 parameter 변화에 따른 신호 파형에 대해 학습한다.2. 설계실습 결과4.1 Oscillator 회로의 제작 및 측정(A) 실험계획서 3.1에서 설계한 신호발생기를 브레드보드에 구현하라.(B) 4.2에서 구현한 oscillator의 , , 의 파형을 측정하고, PSPICE의 파형과 비교하여 모양, 크기, 오차 등에 대한 설명과 함께 제출한다.PSPICE로 Simulation한 파형은 다음과 같다.실제 구현한 회로의 파형은 다음과 같다.CH1: , CH2: CH1: , CH2: Simulation 측정값 오차T 0.580ms 0.439ms 24.31%T 0.580ms 0.391ms 32.59%VTH 5.95V 5.4V 9.24%VTL -5.95V -4.9V 17.65%Simulation과 구현한 oscillator 모두 와 는 사각파로 출력되었고 크기는 이다. 는 와 같은 크기를 가지는 삼각파로 출력되었다. Simulation에서는 R R kΩ, 이고 실험에 사용된 저항은 R k Ω, R kΩ, 이다. 측정된 VTH , VTL 은 평균적으로 13.5% 정도의 오차를 보였다. 와 로 의 값을 구해보면 의 최댓값이 10V이므로 이고 설계한 와 8%의 오차를 보였고 VTH , VTL 의 오차보다 더 작은 오차를 얻을 수 있다. Op-Amp와 커패시터, 저항에서 오차가 발생해서 T, T의 값에도 오차가 생겼다.