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아주대학교 기초전기실험 AC 14, 15 예비보고서

15주차 예비보고서전자공학도의 윤리 강령 (IEEE Code of Ethics)(출처: http://www.ieee.org)나는 전자공학도로서, 전자공학이 전 세계 인류의 삶에 끼치는 심대한 영향을 인식하여 우리의 직업, 동료와 사회에 대한 나의 의무를 짐에 있어 최고의 윤리적, 전문적 행위를 수행할 것을 다짐하면서, 다음에 동의한다.1. 공중의 안전, 건강 복리에 대한 책임: 공중의 안전, 건강, 복리에 부합하는 결정을 할 책임을 질 것이며, 공중 또는 환경을 위협할 수 있는 요인을 신속히 공개한다.2. 지위 남용 배제: 실존하거나 예기되는 이해 상충을 가능한 한 피하며, 실제로 이해가 상충할 때에는 이를 이해 관련 당사자에게 알린다. (이해 상충: conflicts of interest, 공적인 지위를 사적 이익에 남용할 가능성)3. 정직성: 청구 또는 견적을 함에 있어 입수 가능한 자료에 근거하여 정직하고 현실적으로 한다.4. 뇌물 수수 금지: 어떠한 형태의 뇌물도 거절한다.5. 기술의 영향력 이해: 기술과 기술의 적절한 응용 및 잠재적 영향에 대한 이해를 높인다.6. 자기계발 및 책무성: 기술적 능력을 유지, 증진하며, 훈련 또는 경험을 통하여 자격이 있는 경우이거나 관련 한계를 전부 밝힌 뒤에만 타인을 위한 기술 업무를 수행한다.7. 엔지니어로서의 자세: 기술상의 업무에 대한 솔직한 비평을 구하고, 수용하고, 제공하며, 오류를 인정하고 수정하며, 타인의 기여를 적절히 인정한다.8. 차별 안하기: 인종, 종교, 성별, 장애, 연령, 출신국 등의 요인에 관계없이 모든 사람을 공평하게 대한다.9. 도덕성: 허위 또는 악의적인 행위로 타인, 타인의 재산, 명예, 또는 취업에 해를 끼치지 않는다.10. 동료애: 동료와 협력자가 전문분야에서 발전하도록 도우며, 이 윤리 헌장을 준수하도록 지원한다.위 IEEE 윤리헌장 정신에 입각하여 report를 작성하였음을 서약합니다.학 부: 전자공학과제출일: 2020년과목명: 기초전기실험Chapter 14. Parallel Resonant Circuit1. 실험 목적병렬 R-L-C 회로에서 공진주파수에 대해 알아본다.병렬회로에서 각 주파수에 대한 회로 소자들의 동작에 대해 확인하고, 주파수가 어떤 영향을 끼치는 지 확인한다.2. 실험 이론다음과 같이 인덕터, 커패시터가 병렬로 연결된 공진회로를 만족하려면먼저 인덕터에는 일반적으로 내부 코일에 의한 저항R _{l}이 존재하므로 총 임피던스는{1} over {Z _{T}} = {1} over {R _{l} +jwL} +jwC= {R _{l} -jwL} over {R _{l}^{2} +(wL) ^{2}} +jwC 가 되고, 허수부분인{jwL} over {R _{l}^{2} +(wL) ^{2}} =jwC가 되게하는 공진 각 주파수w를 계산하게 되면w= sqrt {{1} over {LC} - {R _{l} ^{2}} over {L ^{2}}}가 됨을 구할 수 있다. 또한 일반적으로 인덕터의 내부 저항R _{l}은 인덕터와 커패시터에 비해 매우 작은 값임을 생각하면 식은w= sqrt {{1} over {LC}} ,`f= {1} over {2 pi } sqrt {{1} over {LC}}로 직렬 공진회로에서 계산된 공진주파수의 식과 같음을 확인할 수 있다.다만 직렬공진과 병렬공진에서는 차이점이 발생하는데, 허수 부분이 서로 상쇄되게 하는 공진주파수를 적용하게 되면 이는 총 임피던스의 역수 값이 가장 작아지므로, 실제 총 임피던스의 값은 공진주파수에서 최대가 된다는 것이다. 그러므로 직렬 공진에서 공진주파수에서 회로에 최대 전류가 흘렀던 것과 반대로, 병렬 공진에서는 공진주파수에서 회로에 최소 전류가 흐르게 된다.3. 실험 과정 및 예상 결과Part 1.높은 선택도 Q 에서의 실험을 진행한다.회로를 구성한 후 저항의 측정값과 인덕터, 커패시터 소자에 적힌 값을 이용하여w= sqrt {{1} over {LC} - {R _{l} ^{2}} over {L ^{2}}}의 식과w= sqrt {{1} over {LC}} ,`f= {1} over {2 pi } sqrt {{1} over {LC}} 식을 이용하여 두 경우의 공진주파수를 계산한다.공진주파수에서의 임피던스Z _{p} =R _{p} = {L} over {RC}를 계산한다.선택도Q _{l} = {X _{L}} over {R}을 계산하고, 주파수를 변경해가며 각 소자에 걸리는 전압, 전류를 측정하여 이를 사용해 임피던스를 계산한다.Part 2.낮은 선택도 Q 에서의 실험을 진행하기 위해서 Part 1의 회로에서 4.7Ω저항을 47Ω으로 바꾼 후 실험을 진행한다.Part 1의 실험과 같은 과정을 반복하여 실험한다. 이후 Part 1과 Part 2에서의 결과 그래프를 비교, 분석하며 선택도 Q가 그래프의 모습에 어떤 관계가 있는 지 확인한다.이번 실험은 직렬 공진을 이어서 병렬 공진이 주파수에 관해 어떠한 회로 동작을 보이는 지를 확인하는 실험인데, 직렬 공진의 경우와 달리 병렬 공진에서는 입력하는 신호의 주파수가 공진주파수에 가까울수록 총 임피던스가 커져서, 공진주파수에서 임피던스가 최대가 된다. 이를 통해서 지난 Part 13에서의 실험과는 y축으로 반전한 모양의 그래프가 나타날 것이라 예상된다. 또한 공진주파수를 구하는 과정에서 인덕터 소자의 내부 저항을 무시 구하는 경우, 계산에 포함하여 구하는 경우 두 가지의 공진주파수가 있기 때문에 실제 회로에서 인덕터의 내부 저항이 공진주파수에 어떠한 영향을 미치는 지도 확인해 볼 수 있을 것이라 예상된다. 또한 선택도Q _{l} = {X _{L}} over {R}에서 4.7Ω의 낮은 저항을 사용하는 경우 큰 값이, 47Ω의 저항을 사용하는 경우 작은 값이 나타날 것이라 예상 되는데, 직렬 공진에서와 마찬가지로 Q가 크면 뾰족한, 작으면 완만한 모양의 그래프가 나올 것이라 생각된다.Chapter 15. Passive Filters1. 실험 목적수동필터의 동작 원리에 대해 알아본다.주파수 변화에 따른 전압의 변화를 기록, 분석하여 필터가 주파수와 어떤 관계가 있는 지 생각해본다.2. 실험 이론Low Pass Filter는 다음의 그림과 같이 저항 소자와 커패시터 소자로 이루어진 간단한 구조를 가지고 있으며, 특정 주파수 이상의 신호는 출력으로 0에 가까운 값이 나오며, 낮은 주파수에서는 입력 전압이 출력 전압과 거의 동일하게 나오도록 하는 필터로서 동작한다.이는 입력 전압과 출력 전압의 비율이{{1} over {jwC}} over {R+ {1} over {jwC}} = {1} over {1+jwRC}가 됨으로서 주파수가 작으면 입력 전압, 출력 전압의 비율이 1에 가까워져 신호가 그대로 통과하고, 주파수가 커지면 입력전압, 출력전압의 비가 대폭 작아져 높은 주파수의 신호는 통과하지 못하는 원리를 이용한 필터이다.해당 필터에서 저항과 커패시터 소자의 위치를 서로 바꾸면 High Pass Filter로서 동작하게 되는데, 이 필터의 경우는 Low Pass와는 반대로 동작하며 입력전압과 출력전압의 비가 식{R} over {R+ {1} over {jwC}}과 같이 되기 때문에 주파수가 높은 경우 입력이 출력으로 그대로 통과하게 되는 것이다.Band Pass filter는 Low Pass와 High Pass Filter의 조합으로 구성되는 필터이다. 두 필터가 통과시키는 주파수의 폭 안에 있는 주파수 신호만을 통과시키는 필터로서 역할을 하는데, 특히 저항, 커패시터 소자에 더해 인덕터 소자까지 사용되는 경우 Tuned Pass Filter라 칭하며 저항, 커패시터, 인덕터 소자의 위치를 바꾸어가며 회로 구성을 어떻게 하느냐에 따라 특정 주파수 범위는 통과시키는 Band Pass 필터로, 특정 주파수 범위만을 통과시키지 않는 Band Stop 필터로 동작할 수 있다.필터의 원리는 Low Pass, High Pass에서의 원리를 응용, 조합한 것으로 인덕터, 커패시터 소자의 리액턴스가 주파수 변화에 따라 달라지는 것을 이용하여 입력 전압과 출력 전압의 비를 소자의 위치, 주파수의 변화에 따라 조절할 수 있게되어 출력에 원하는 신호만을 내보낼 수 있게된다.

공학/기술| 2020.09.20| 4페이지| 1,000원| 조회(175)

아주대학교, 기초전기실험, 1학기, 20년도

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아주대학교 기초전기실험 AC 12, 13 예비보고서

14주차 예비보고서전자공학도의 윤리 강령 (IEEE Code of Ethics)(출처: http://www.ieee.org)나는 전자공학도로서, 전자공학이 전 세계 인류의 삶에 끼치는 심대한 영향을 인식하여 우리의 직업, 동료와 사회에 대한 나의 의무를 짐에 있어 최고의 윤리적, 전문적 행위를 수행할 것을 다짐하면서, 다음에 동의한다.1. 공중의 안전, 건강 복리에 대한 책임: 공중의 안전, 건강, 복리에 부합하는 결정을 할 책임을 질 것이며, 공중 또는 환경을 위협할 수 있는 요인을 신속히 공개한다.2. 지위 남용 배제: 실존하거나 예기되는 이해 상충을 가능한 한 피하며, 실제로 이해가 상충할 때에는 이를 이해 관련 당사자에게 알린다. (이해 상충: conflicts of interest, 공적인 지위를 사적 이익에 남용할 가능성)3. 정직성: 청구 또는 견적을 함에 있어 입수 가능한 자료에 근거하여 정직하고 현실적으로 한다.4. 뇌물 수수 금지: 어떠한 형태의 뇌물도 거절한다.5. 기술의 영향력 이해: 기술과 기술의 적절한 응용 및 잠재적 영향에 대한 이해를 높인다.6. 자기계발 및 책무성: 기술적 능력을 유지, 증진하며, 훈련 또는 경험을 통하여 자격이 있는 경우이거나 관련 한계를 전부 밝힌 뒤에만 타인을 위한 기술 업무를 수행한다.7. 엔지니어로서의 자세: 기술상의 업무에 대한 솔직한 비평을 구하고, 수용하고, 제공하며, 오류를 인정하고 수정하며, 타인의 기여를 적절히 인정한다.8. 차별 안하기: 인종, 종교, 성별, 장애, 연령, 출신국 등의 요인에 관계없이 모든 사람을 공평하게 대한다.9. 도덕성: 허위 또는 악의적인 행위로 타인, 타인의 재산, 명예, 또는 취업에 해를 끼치지 않는다.10. 동료애: 동료와 협력자가 전문분야에서 발전하도록 도우며, 이 윤리 헌장을 준수하도록 지원한다.위 IEEE 윤리헌장 정신에 입각하여 report를 작성하였음을 서약합니다.학 부: 전자공학과제출일: 2020년과목명: 기초전기실험Chapter 12. Thevenin’s Theorem and Maximum Power Transfer1. 실험 목적교류 회로에서 최대 전력 전달 조건을 임피던스와 관련하여 실험을 통해 확인해본다.2. 실험 이론테브난 정리)여러 개의 소자로 구성된 복잡한 회로를 하나의 등가전압원, 이와 직렬연결된 하나의 등가 임피던스로 표현할 수 있다는 것이 테브난의 정리이다.이는 이미 DC전압원을 사용하는 직류회로에서도 다루었던 내용으로,1. AC전압원을 사용하는 교류회로에서 테브난 정리를 적용하려면 등가전압원이 인가되는 부분을 제거한다.2. 전압원을 단락회로로, 전류원을 개방회로로 치환한다.3. 두 개방된 단자 a,b에 대한 테브난 등가 임피던스Z _{Th}를 계산한다.4. 치환했던 전압원, 전류원을 다시 복구한다.5. 두 개방된 단자 a,b에 인가되는 테브난 등가 전압E _{Th}를 계산한 후 계산된 값들을 통해 테브난 등가회로를 구성한다.6. 1에서 없앴던 부분을 복구한 후, 단순해진 회로를 분석한다.위의 방식처럼 직류회로에서의 테브난 정리와 유사한 방식으로 교류회로에서 테브난 등가 회로를 구성할 수 있다. 다만 등가 임피던스를 구하는 과정에서 위상차가 존재함을 인지해야한다.최대 전력 전달 이론)테브난 등가회로로 구성된 경우Z _{L}에 최대 전력이 전달되는 경우는p=i ^{2} Z _{L} =( {V} over {Z _{Th} +Z _{L}} ) ^{2} Z _{L}에서Z _{Th} =vert Z _{Th} vert ANGLE theta ,Z _{L} =vert Z _{Th} vert ANGLE - theta 로 각 임피던스Z _{Th}와Z _{L}의 크기가 같고 위상치 서로 반대가 되는 경우 최대로 전력이 전달된다.3. 실험 과정 및 예상 결과Part 4.Part 3에서 실험한 회로를 재현한 후, 최대로 전력이 전달되는 경우의 캐패시터 소자를 사용한다.부하로 사용할 저항R _{L}의 값만을 변화시켜가며 전력P _{L}이 최대로 나오는 경우의 저항 값을 확인한다.최대로 전력이 전달되는 경우의R _{L}의 저항 값이R _{Th}와 어떠한 관계가 있는 지 확인해 본다.Part 4의 실험은 Part 3의 경우에서 캐패시터 소자가 아닌 저항 소자의 값을 변경해가며 최대로 전력이 전달되는 경우를 알아내는 과정이다.Z _{Th}의 크기와Z _{L}의 크기가 같은 경우에 최대로 전력이 전달되는 것을 이미 알고 있고, Part 3의 실험에서 이미 그 결과를 확인했던 점을 미루어 볼 때, 이번 실험도 역시R _{L}의 저항 값이R _{Th}와 가장 유사한 점에서 최대 전력 전달 조건을 만족할 것이라고 예상된다. 다만 실험에서 오차가 나올 수 있는 부분은,R _{Th}의 값과R _{L}의 값을 정확히 맞추기는 쉽지 않으며,Z _{Th}에 포함된 임피던스의 경우는 인덕터,Z _{L}의 경우에는 캐패시터 소자이므로 두 임피던스 값이 정확히 같기는 어렵기 때문에 오차가 발생할 것이라 생각된다.Chapter 13 Series Resonant Circuit1. 실험 목적직렬 R-L-C 회로에서 용량 리액턴스와 유도 리액턴스가 같아지는 주파수에 대해 알아본다.주파수의 변화의 따른 전압, 전류의 관계를 확인해본다.공진주파수 전 후의 주파수에서의 회로의 동작을 확인해본다.2. 실험 이론저항, 인덕터, 캐패시터 소자가 직렬로 연결된 회로의 경우 인덕터 소자의 유도 리액턴스X _{L} =2 pi fL과 캐패시터 소자의 용량 리액턴스X _{C} = {1} over {2 pi fC}가 동일해지는 특정한 값의 공진주파수가 존재하는데, 해당 공진주파수는f _{s} = {1} over {2 pi sqrt {LC}}로 계산될 수 있다.해당 공진주파수에서 총 임피던스Z= sqrt {R ^{2} +(X _{L} -X _{C} ) ^{2}}에서 인덕터와 캐패시터의 리액턴스 부분이 서로 상쇄되어 지워지고, 저항 소자의 임피던스만 남기 때문에 총 임피던스가 최소가 됨을 알 수 있다. 또한 위상차에 관여하는 부분도 모두 지워지기 때문에 입력 전압과 전류의 위상차가 나지 않음을 알 수 있다.직렬 R-L-C 회로에서 공진주파수의 가까운 주파수의 교류 전류는 잘 통과하고, 공진주파수와 멀리 떨어진 주파수일수록 통과시키지 않는다. 특히 통과하는 전류가 최대 전류I _{m}의{1} over {sqrt {2}} =0.707만큼의 전류가 흐르게 하는 주파수를 각각f _{2} ,`f _{1}라 하고, 상측 반전력주파수, 하측 반전력주파수라 말한다.0.707I _{m}만큼의 전류가 흐를 때 회로 소자에서 전력이 절반만큼만 사용되기 때문이다.또한f _{2} -f _{1}의 폭 만큼을 Band width라고 말한다.선택도 Q는 주파수 선택의 특성 품질을 뜻하는데{f _{s}} over {f _{2} -f _{1}}으로 나타내어 Band width가 작을수록 더 뾰족한 그래프가 나타난다.또한 Q는Q= {X} over {R} = {w _{0} L} over {R} = {{1} over {sqrt {LC}} L} over {R} = {1} over {R} sqrt {{L} over {C}},Q= {X} over {R} = {{1} over {w _{0} C}} over {R} = {1} over {w _{0} CR}으로 나타낼 수 있다.3. 실험 과정 및 예상 결과Part 1.낮은 선택도 Q 에서의 실험을 진행한다.회로를 구성하고 사용되는 소자에 적힌 값으로 각 주파수와 공진주파수를 계산한다.

공학/기술| 2020.09.20| 5페이지| 1,000원| 조회(178)

아주대학교, 기초전기실험, 1학기, 20년도

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아주대학교 기초전기실험 AC 10, 12 예비보고서

13주차 예비보고서전자공학도의 윤리 강령 (IEEE Code of Ethics)(출처: http://www.ieee.org)나는 전자공학도로서, 전자공학이 전 세계 인류의 삶에 끼치는 심대한 영향을 인식하여 우리의 직업, 동료와 사회에 대한 나의 의무를 짐에 있어 최고의 윤리적, 전문적 행위를 수행할 것을 다짐하면서, 다음에 동의한다.1. 공중의 안전, 건강 복리에 대한 책임: 공중의 안전, 건강, 복리에 부합하는 결정을 할 책임을 질 것이며, 공중 또는 환경을 위협할 수 있는 요인을 신속히 공개한다.2. 지위 남용 배제: 실존하거나 예기되는 이해 상충을 가능한 한 피하며, 실제로 이해가 상충할 때에는 이를 이해 관련 당사자에게 알린다. (이해 상충: conflicts of interest, 공적인 지위를 사적 이익에 남용할 가능성)3. 정직성: 청구 또는 견적을 함에 있어 입수 가능한 자료에 근거하여 정직하고 현실적으로 한다.4. 뇌물 수수 금지: 어떠한 형태의 뇌물도 거절한다.5. 기술의 영향력 이해: 기술과 기술의 적절한 응용 및 잠재적 영향에 대한 이해를 높인다.6. 자기계발 및 책무성: 기술적 능력을 유지, 증진하며, 훈련 또는 경험을 통하여 자격이 있는 경우이거나 관련 한계를 전부 밝힌 뒤에만 타인을 위한 기술 업무를 수행한다.7. 엔지니어로서의 자세: 기술상의 업무에 대한 솔직한 비평을 구하고, 수용하고, 제공하며, 오류를 인정하고 수정하며, 타인의 기여를 적절히 인정한다.8. 차별 안하기: 인종, 종교, 성별, 장애, 연령, 출신국 등의 요인에 관계없이 모든 사람을 공평하게 대한다.9. 도덕성: 허위 또는 악의적인 행위로 타인, 타인의 재산, 명예, 또는 취업에 해를 끼치지 않는다.10. 동료애: 동료와 협력자가 전문분야에서 발전하도록 도우며, 이 윤리 헌장을 준수하도록 지원한다.위 IEEE 윤리헌장 정신에 입각하여 report를 작성하였음을 서약합니다.학 부: 전자공학과제출일: 2020년과목명: 기초전기실험Chapter 10. Series-Parallel Sinusoidal Circuits1. 실험 목적교류 전원을 사용하는 직-병렬 정현파 회로에서의 키르히호프 전압, 전류 법칙이 성립함을 알아본다.직-병렬 회로에서의 총 임피던스를 구하는 방식에 대해 알아보고, 왜 교류회로에서 저항, 인덕터, 캐패시터의 특성에 위상차가 관여됨을 고려할 수 있도록 한다.2. 실험 이론다음과 같은 직-병렬 교류회로가 있다고 생각하면 각각의 임피던스Z _{1} +Z _{2} +Z _{3}가 존재할 것이고, 총 임피던스는Z _{T} =Z _{1} +Z _{2} PVER Z _{3}로 구해질 수 있다.또한 전류 분배 법칙과 키르히호프 전류 법칙을 다음 회로에 적용하면I _{2} = {Z _{3} I _{s}} over {Z _{3} +Z _{2}},I _{s} =I _{2} +I _{3}로 나타낼 수 있다.각 소자에서의 옴의 법칙을 적용하면 각 전압은 임피던스와 전류의 곱으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.V _{N} =I _{N} Z _{N}식의 형태가 직류 회로와 비슷한 형태로 나옴을 알 수 있는데, 교류회로에서는 저항, 인덕터, 캐패시터 소자에서의 주파수에 따른 위상차가 발생함을 명심하여서 식을 적용할 수 있어야 한다.3. 실험 과정 및 예상 결과Part 2.의 경우 총 임피던스를 구할 때 Part 1의 경우와 같이 캐패시터에서의 임피던스가 저항의 임피던스와는 위상차를 가짐을 인식하고 병렬로 연결된 두 임피던스의 등가 임피던스를 구한 후,I _{s}의 값,I _{1},I _{2}의 값을 계산해본다. 또한, 입력 전압과 총 임피던스,V _{R _{1}}과R _{1}의 값을 이용하여 각각 전류I _{s}을 구하여 보고 비교해본다.각 소자에서 입력 전압과의 위상차를 측정하고, 위상차를 고려한 두 전압이 키르히호프 전압 법칙을 만족하는 지 확인한다.Part 3.회로를 구성한 후, 총 임피던스를 구할 때, 앞의 Part들과는 인덕터, 캐패시터 소자의 위상차 방향이 서로 반대임을 인지하고 총 임피던스를 구한다.각 가지에 연결해놓은 저항을 이용하여 전류I _{1},I _{2}을 구하고, 총 전류I _{s}를 구한다.전압V _{R _{1}},V _{R _{2}}의 측정값과 각 저항 소자의 측정 값을 이용해 전류를 구한 뒤 각 방법으로 구한 전류의 값을 비교한다.측정된 총 전류I _{s}의 값과 입력 전압의 값을 통해 총 임피던스를 구하고, 이전에 구해놓은 총 임피던스 값과 비교한다.각 소자에서의 입력 전압과의 위상차를 측정하고, 위상 값과 전류 값들을 이용하여 회로가 키르히호프 전류 법칙을 만족하는 지 확인한다.이번 실험도 정현파를 사용한 직-병렬 회로에서의 측정과 비교를 진행하는 실험이다.교류 전원을 사용하는 회로를 이용해서 진행하는 실험의 경우 주파수, 입력 전압 등 제어해야 할 변수의 수가 늘어나고, 계산을 하는 과정에서 오차가 누적됨으로 결과로 구한 전류, 전압에서 많은 오차가 생길 가능성이 높다고 생각된다.또한 위상차를 구하기 위해 Dual-trace 방식을 사용하면D _{1} ,`D _{2}를 눈으로 보고 그 값을 이용해 위상차를 구하기 때문에 실제 위상차와는 차이가 있을 것이다.더불어 각 소자에서의 전류, 전압이 위상차가 있음을 인지하고, 계산 과정에서 이를 적용하여 실험을 진행해야 오차를 줄일 수 있을 것이다..Chapter 12. Thevenin’s Theorem and Maximum Power Transfer1. 실험 목적교류회로에서 테브난 정리가 유효한 지 입증한다.직류회로와 교류회로에서의 테브난 정리의 차이점에 대해 생각해본다.교류 회로에서 최대 전력 전덜 조건을 확인해본다.2. 실험 이론테브난 정리)여러 개의 소자로 구성된 복잡한 회로를 하나의 등가전압원, 이와 직렬연결된 하나의 등가 임피던스로 표현할 수 있다는 것이 테브난의 정리이다.이는 이미 DC전압원을 사용하는 직류회로에서도 다루었던 내용으로,1. AC전압원을 사용하는 교류회로에서 테브난 정리를 적용하려면 등가전압원이 인가되는 부분을 제거한다.2. 전압원을 단락회로로, 전류원을 개방회로로 치환한다.3. 두 개방된 단자 a,b에 대한 테브난 등가 임피던스Z _{Th}를 계산한다.4. 치환했던 전압원, 전류원을 다시 복구한다.5. 두 개방된 단자 a,b에 인가되는 테브난 등가 전압E _{Th}를 계산한 후 계산된 값들을 통해 테브난 등가회로를 구성한다.6. 1에서 없앴던 부분을 복구한 후, 단순해진 회로를 분석한다.위의 방식처럼 직류회로에서의 테브난 정리와 유사한 방식으로 교류회로에서 테브난 등가 회로를 구성할 수 있다. 다만 등가 임피던스를 구하는 과정에서 위상차가 존재함을 인지해야한다.최대 전력 전달 이론)테브난 등가회로로 구성된 경우Z _{L}에 최대 전력이 전달되는 경우는p=i ^{2} Z _{L} =( {V} over {Z _{Th} +Z _{L}} ) ^{2} Z _{L}에서Z _{Th} =vert Z _{Th} vert ANGLE theta ,Z _{L} =vert Z _{Th} vert ANGLE - theta 로 각 임피던스가 서로 반대가 되는 경우 분모에 있는 총 등가 임피던스Z _{T}가 가장 작아지는 경우에 최대로 전력이 전달된다.3. 실험 과정 및 예상 결과Part 1.주어진 회로를 구성한 후, 저항R _{L}을 제거한 뒤 개방 회로의 전압을 측정한다.측정된 전압의 값을 통해 테브난 등가 전압E _{Th}의 값은 구한다.등가 임피던스Z _{Th}를 계산을 통해 구한 뒤 구한 값들을 통해 테브난 등가 회로로 재 구성한다.개방된 부분에R _{L}을 다시 연결해주고 오실로스코프로 전압을 측정한다.Part 1은 교류회로에서 테브난 등가회로를 구성해보는 실험이다. 테브난 등가회로를 구성하기 전과 구성한 후 저항R _{L}에 인가되는 전압을 비교하여 등가회로가 유효함을 입증해내는 과정이다.회로를 구성할 때 등가임피던스를 구하는 과정이 있는데, 여기서 저항 소자의 측정값과, 인덕터 소자의 이름표에 써진 값을 이용하여 등가 임피던스를 구한다. 하지만 인덕터 소자에 써진 값이 정확한 값이 아니고, 인가되는 주파수 등을 고려하면 임피던스를 구하는 과정에서 오차가 발생할 것이라 생각된다. 정확한 테브난 등가회로가 구성되지 못함에 따라 구성 전과 구성 후에R _{L}의 전압에서 오차가 발생할 것이다.Part 2.주어진 회로를 구성한 후,R _{s}의 값을 측정한다.전압V _{R _{s}}를 측정하고, 이와 옴의 법칙을 이용하여 전류I의 peak-to-peak 값을 구한다.전압V _{R _{s}}와 입력 전압E 사이의 위상차를 오실로스코프를 이용하여 확인한다.구해진 값들을 이용하여 등가 임피던스Z _{Th}를 구한 후, 이를 형태 변환하여R와X _{L}의 값을 확인할 수 있다.이번 실험은 앞의 실험과 반대로 테브난 등가회로를 구성하지 않고, 등가 임피던스

공학/기술| 2020.09.20| 4페이지| 1,000원| 조회(206)

아주대학교, 기초전기실험, 1학기, 20년도

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아주대학교 기초전기실험 AC 9, 10 예비보고서

12주차 예비보고서전자공학도의 윤리 강령 (IEEE Code of Ethics)(출처: http://www.ieee.org)나는 전자공학도로서, 전자공학이 전 세계 인류의 삶에 끼치는 심대한 영향을 인식하여 우리의 직업, 동료와 사회에 대한 나의 의무를 짐에 있어 최고의 윤리적, 전문적 행위를 수행할 것을 다짐하면서, 다음에 동의한다.1. 공중의 안전, 건강 복리에 대한 책임: 공중의 안전, 건강, 복리에 부합하는 결정을 할 책임을 질 것이며, 공중 또는 환경을 위협할 수 있는 요인을 신속히 공개한다.2. 지위 남용 배제: 실존하거나 예기되는 이해 상충을 가능한 한 피하며, 실제로 이해가 상충할 때에는 이를 이해 관련 당사자에게 알린다. (이해 상충: conflicts of interest, 공적인 지위를 사적 이익에 남용할 가능성)3. 정직성: 청구 또는 견적을 함에 있어 입수 가능한 자료에 근거하여 정직하고 현실적으로 한다.4. 뇌물 수수 금지: 어떠한 형태의 뇌물도 거절한다.5. 기술의 영향력 이해: 기술과 기술의 적절한 응용 및 잠재적 영향에 대한 이해를 높인다.6. 자기계발 및 책무성: 기술적 능력을 유지, 증진하며, 훈련 또는 경험을 통하여 자격이 있는 경우이거나 관련 한계를 전부 밝힌 뒤에만 타인을 위한 기술 업무를 수행한다.7. 엔지니어로서의 자세: 기술상의 업무에 대한 솔직한 비평을 구하고, 수용하고, 제공하며, 오류를 인정하고 수정하며, 타인의 기여를 적절히 인정한다.8. 차별 안하기: 인종, 종교, 성별, 장애, 연령, 출신국 등의 요인에 관계없이 모든 사람을 공평하게 대한다.9. 도덕성: 허위 또는 악의적인 행위로 타인, 타인의 재산, 명예, 또는 취업에 해를 끼치지 않는다.10. 동료애: 동료와 협력자가 전문분야에서 발전하도록 도우며, 이 윤리 헌장을 준수하도록 지원한다.위 IEEE 윤리헌장 정신에 입각하여 report를 작성하였음을 서약합니다.학 부: 전자공학과제출일: 2020년과목명: 기초전기실험Chapter 9. Parallel Sinusoidal Circuit1. 실험 목적교류 전원을 사용하는 병렬 정현파 R-L, R-C, R-L-C 회로에서 각 소자의 전류에 위상차가 있음을 이해하고, 교류회로에서도 키르히호프 전류법칙이 성립함을 알아본다.전류 측정의 센서로 동작하는 저항R _{s}의 용도를 생각해보고 그 유용성을 생각해본다.2. 실험 이론교류 전원에서의 키르히호프 전류 법칙은 직류 회로에서의 법칙과 동일하게 적용할 수 있는데, 다만 전류의 위상차를 고려하여 적용하여야 한다.따라서 한 회로에서 전류 법칙을 적용하고자 하면I _{s} = sqrt {I _{R}^{2} +(I _{L} -I _{C} ) ^{2}}이 될 것이다.또한 병렬 회로에서 총 임피던스를 구할 때V=V _{R} =V _{L} =V _{C} 임을 적용하면{1} over {Z _{T}} = {1} over {Z _{1}} + {1} over {Z _{2}} + CDOTS 로 나타낼 수 있다.이번 챕터에서 실험 할 각 회로에 대해 적용하면병렬 R-L 회로에서는 전류I _{s} = sqrt {I _{R}^{2} +I _{L}^{2}},{1} over {Z _{T}} = sqrt {( {1} over {R} ) ^{2} +( {1} over {2 pi fL} ) ^{2}}로 구할 수 있다.병렬 R-C 회로에서는 전류I _{s} = sqrt {I _{R}^{2} +I _{C}^{2}},{1} over {Z _{T}} = sqrt {( {1} over {R} ) ^{2} +(2 pi fC) ^{2}}로 구할 수 있다.병렬 R-L-C 회로에서는 전류I _{s} = sqrt {I _{R}^{2} +(I _{L} -I _{C} ) ^{2}},{1} over {Z _{T}} = sqrt {( {1} over {R} ) ^{2} +( {1} over {2 pi fL} -2 pi fC) ^{2}}로 구할 수 있을 것이다.3. 실험 과정 및 예상 결과회로를 구성한 후 각 소자에서의 전류I _{p-p}를 측정한 뒤 회로에 충분히 작아서 회로 응답에 영향을 끼치지 않는 센서 저항R _{s}을 회로에 연결시킨다.센서 저항의 위치를 바꾸어가며 해당 저항에 흐르는 전압V _{R _{s}}과 저항 소자의 값을 이용해 해당 위치에서의 전류 값I _{L} .I _{C}를 구한다.Dual-trace 방식으로I _{s}와E의 위상차를 구한다.같은 방식으로E와 전류 간의 위상차를 구한 후 계산 값과 측정 값의 차이를 살펴보고, 차이가 있다면 왜 이런 차이가 나왔는 지 확인한다.이번 실험에서는 각 소자의 전류를 센서 저항R _{s}를 이용하여 간접적으로 측정하게 되는데, 회로에 영향을 주지 않을 정도로 작은 값의 저항(10Ω)을 골라 적용 시키더라도 실제로는 회로에 아무런 영향을 주지 않는 게 아니기 때문에 이를 무시하고 실험 값을 도출하면서 생길 수 있는 오차는 감안해야 할 것이다.또한D _{1} ,D _{2}를 정할 때 사람이 직접 관여하게 되면서 얼마나 정확하게 구하느냐가 계산 값과 측정 값의 오차에 상당 부분을 관여할 것이라고 생각한다.Chapter 10. Series-Parallel Sinusoidal Circuits1. 실험 목적교류 전원을 사용하는 직-병렬 정현파 회로에서의 키르히호프 전압, 전류 법칙이 성립함을 알아본다.직-병렬 회로에서의 총 임피던스를 구하는 방식에 대해 알아보고, 왜 교류회로에서 저항, 인덕터, 캐패시터의 특성에 위상차가 관여됨을 고려할 수 있도록 한다.2. 실험 이론다음과 같은 직-병렬 교류회로가 있다고 생각하면 각각의 임피던스Z _{1} +Z _{2} +Z _{3}가 존재할 것이고, 총 임피던스는Z _{T} =Z _{1} +Z _{2} PVER Z _{3}로 구해질 수 있다.또한 전류 분배 법칙과 키르히호프 전류 법칙을 다음 회로에 적용하면I _{2} = {Z _{3} I _{s}} over {Z _{3} +Z _{2}},I _{s} =I _{2} +I _{3}로 나타낼 수 있다.각 소자에서의 옴의 법칙을 적용하면 각 전압은 임피던스와 전류의 곱으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.V _{N} =I _{N} Z _{N}식의 형태가 직류 회로와 비슷한 형태로 나옴을 알 수 있는데, 교류회로에서는 저항, 인덕터, 캐패시터 소자에서의 주파수에 따른 위상차가 발생함을 명심하여서 식을 적용할 수 있어야 한다.3. 실험 과정 및 예상 결과주어진 회로를 구성한 후 주파수를 일정한 값(10kHz)로 고정시켜 정현파에 대한 실험을 진행한다.

공학/기술| 2020.09.20| 3페이지| 1,000원| 조회(208)

아주대학교, 기초전기실험, 1학기, 20년도

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아주대학교 기초전기실험 AC 5, 6, 7, 8 예비보고서

11주차 예비보고서전자공학도의 윤리 강령 (IEEE Code of Ethics)(출처: http://www.ieee.org)나는 전자공학도로서, 전자공학이 전 세계 인류의 삶에 끼치는 심대한 영향을 인식하여 우리의 직업, 동료와 사회에 대한 나의 의무를 짐에 있어 최고의 윤리적, 전문적 행위를 수행할 것을 다짐하면서, 다음에 동의한다.1. 공중의 안전, 건강 복리에 대한 책임: 공중의 안전, 건강, 복리에 부합하는 결정을 할 책임을 질 것이며, 공중 또는 환경을 위협할 수 있는 요인을 신속히 공개한다.2. 지위 남용 배제: 실존하거나 예기되는 이해 상충을 가능한 한 피하며, 실제로 이해가 상충할 때에는 이를 이해 관련 당사자에게 알린다. (이해 상충: conflicts of interest, 공적인 지위를 사적 이익에 남용할 가능성)3. 정직성: 청구 또는 견적을 함에 있어 입수 가능한 자료에 근거하여 정직하고 현실적으로 한다.4. 뇌물 수수 금지: 어떠한 형태의 뇌물도 거절한다.5. 기술의 영향력 이해: 기술과 기술의 적절한 응용 및 잠재적 영향에 대한 이해를 높인다.6. 자기계발 및 책무성: 기술적 능력을 유지, 증진하며, 훈련 또는 경험을 통하여 자격이 있는 경우이거나 관련 한계를 전부 밝힌 뒤에만 타인을 위한 기술 업무를 수행한다.7. 엔지니어로서의 자세: 기술상의 업무에 대한 솔직한 비평을 구하고, 수용하고, 제공하며, 오류를 인정하고 수정하며, 타인의 기여를 적절히 인정한다.8. 차별 안하기: 인종, 종교, 성별, 장애, 연령, 출신국 등의 요인에 관계없이 모든 사람을 공평하게 대한다.9. 도덕성: 허위 또는 악의적인 행위로 타인, 타인의 재산, 명예, 또는 취업에 해를 끼치지 않는다.10. 동료애: 동료와 협력자가 전문분야에서 발전하도록 도우며, 이 윤리 헌장을 준수하도록 지원한다.위 IEEE 윤리헌장 정신에 입각하여 report를 작성하였음을 서약합니다.학 부: 전자공학과제출일: 2020년과목명: 기초전기실험Chapter 5. Frequency Response of the Series R-L Network1. 실험 목적교류전원의 R-L 직렬 회로에서 주파수 변화에 따른 각 저항, 인덕터 소자의 특성을 보고 이해하는 능력을 기른다.2. 실험 이론R-L직렬회로에서 인덕터의 리액턴스는X _{L} =2 pi fL _{} 임으로 주파수가 커짐에 따라 리액턴스가 비례하여 커지는 것을 알 수 있다.저항소자의 리액턴스는 주파수의 변화에 무관하게 일정하다.전압 분배 법칙V _{R} = {R} over {R+X _{L}} E _{s},V _{L} = {X _{L}} over {R+X _{L}} E _{s}에 따라서 주파수가 커질수록 인덕터에 인가되는 전압은 증가하고, 저항에 인가되는 전압은 감소할 것이다.또한 인덕터의 리액턴스가 주파수에 따라 커지면서 회로 전체의 저항이 커지고, 그와 반대로 회로 전체의 전류의 크기는 증가한다.3. 실험 과정 및 예상 결과오실로스코프와 저항소자, 인덕터 소자를 직렬로 연결한 회로를 구성한 뒤, 일정한 값의 교류 전압을 인가하여 준다. 이후 주파수를 변화시켜 가며 저항, 인덕터 소자의 전압을 각각 측정하여 기록한 후 저항소자에 인가된 전압 값과 저항 값, 옴의 법칙을 이용하여 각 주파수마다 회로에 걸리는 전류의 값을 구한다.각 저항, 인덕터의 전압값들을 주파수 별로 그래프를 그려서 주파수에 따른 전압 그래프를 확인한다.실험이론에서 볼 수 있듯이 주파수가 증가할수록 인덕터의 유도 리액턴스는 주파수에 비례하여 증가할 것이다. 반면에 저항 소자의 리액턴스의 경우 주파수가 변하더라도 실험 시작 전에 측정한 저항 값으로 일정할 것이다. 따라서 인덕터의 리액턴스가 주파수를 따라 상승하면서 인덕터에 걸리는 전압은 커질 것이고, 그와 반대로E _{s} =V _{R} +V _{L} 을 만족해야 하기 때문에 저항 소자에 걸리는 전압은 주파수가 상승할수록 작아질 것이다.Chapter 6. Frequency Response of the Series R-C Network1. 실험 목적교류전원의 R-C 직렬 회로에서 주파수 변화에 따른 각 저항, 캐패시터 소자의 특성을 보고 이해하는 능력을 기른다.2. 실험 이론캐패시터의 리액턴스의 경우X _{C} = {1} over {2 pi fC}임으로 주파수가 증가할수록 캐패시터의 리액턴스는 주파수에 반비례하여 감소함을 알 수 있다.저항소자의 리액턴스는 주파수의 변화에 무관하게 일정하다.전압 분배 법칙V _{R} = {R} over {R+X _{C}} E _{s},V _{C} = {X _{C}} over {R+X _{C}} E _{s}에 따라서 주파수가 커질수록 캐패시터에 인가되는 전압은 감소하고, 저항에 인가되는 전압은 커질 것이다.또한 캐패시터의 리액턴스가 주파수에 따라 작아지면서 회로 전체의 저항이 작아지고, 그와 반대로 회로 전체의 전류의 크기는 증가한다.3. 실험 과정 및 예상 결과오실로스코프와 저항소자, 캐패시터 소자를 직렬로 연결한 회로를 구성한 뒤, 일정한 값의 교류 전압을 인가하여 준다. 이후 주파수를 변화시켜 가며 저항, 캐패시터 소자의 전압을 각각 측정하여 기록한 후 저항소자에 인가된 전압 값과 저항 값, 옴의 법칙을 이용하여 각 주파수마다 회로에 걸리는 전류의 값을 구한다.각 저항, 캐패시터의 전압값들을 주파수 별로 그래프를 그려서 주파수에 따른 전압 그래프를 확인한다.실험이론에서 볼 수 있듯이 주파수가 증가할수록 캐패시터의 용량 리액턴스는 주파수에 반비례함으로 감소할 것이다. 반면에 저항 소자의 리액턴스의 경우 주파수가 변하더라도 실험 시작 전에 측정한 저항 값으로 일정할 것이다. 따라서 캐패시터의 리액턴스가 주파수를 따라 감소하면서 캐패시터에 걸리는 전압은 작아질 것이고, 그와 반대로E _{s} =V _{R} +V _{C} 을 만족해야 하기 때문에 저항 소자에 걸리는 전압은 주파수가 상승할수록 커질 것이다.Chapter 7. The Oscilloscope and Phase Measurements1. 실험 목적오실로스코프를 사용함에 있어서 Dual-Trace 방법과, Lissajous-Pattern 방식으로 두 파형간의 위상 차를 확인한다.교류 R-C 회로에서 커패시터의 전압, 전류의 위상차를 확인하고 위상차 발생의 이유를 생각해본다.2. 실험 이론Dual-Trace Method of Phase Measurement(2현상 측정법)오실로스코프의 두 채널을 모두 사용하여 화면에 나타냄으로써 각 채널에 해당하는 그래프를 한 눈에 확인할 수 있고, 한 신호를 기준으로 삼아 다른 신호에 비해 앞서는지(leading), 뒤처지는지(lagging) 확인하는 방법이다.Lissajous-Pattern Phase Measurement(리사주 패턴 측정법)오실로스코프에 X축 입력, Y축 입력에 각각 주파수를 아는 신호, 주파수를 모르는 신호를 넣어준 후 오실로스코프에 출력되는 패턴과 패턴표를 이용하여 두 신호 간의 위상차, 주파수 비를 알 수 있다.3. 실험 과정 및 예상 결과오실로스코프 채널 1에는 회로에 인가하는 전압 E를 놓고 각을 0도로 맞춘다.채널 2에는 위상차를 보고자 하는 전압V _{R} 또는V _{C}를 놓는다.주파수를 200Hz에 맞추고 저항소자의 저항, 캐패시터의 리액턴스 값을 구한다.Part 1 에서는 저항 소자에서의 E와의 각 차이 각theta _{1}을 구하고, Part 2에서는 캐패시터 소자에서의 각theta _{2}를 구한다.저항소자를 바꾸어 가면서 위의 과정을 반복하여theta 를 각 저항마다theta 를 구한다.위상차를 측정함에 있어서 Dual-Trace Method와 Lissajous-Pattern Phase Measurement 중 무엇이 더 유용한 지 생각해본다.Chapter 7의 실험은 이전 실험들과 달리 오실로스코프의 2개의 채널을 동시에 사용하여 각 입력에 들어오는 신호를 비교, 분석할 수 있는 능력을 길러야 한다.Dual-Trace Method of Phase Measurement(2현상 측정법)은 기준을 정확히 잡을 수 있다면 division의 값을 보고 위상차를 한눈에 파악할 수 있는 반면 Lissajous-Pattern Phase Measurement(리사주 패턴 측정법)의 경우는 나타난 패턴을 보고 분석하는 과정을 추가로 필요하기 때문에 더 시간과 노력이 많이 들 것 이라고 생각된다.

공학/기술| 2020.09.20| 5페이지| 1,000원| 조회(177)

아주대학교, 기초전기실험, 1학기, 20년도

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