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RLC회로에 의한 임피던스 측정

1.제목 : RLC회로에 의한 임피던스 측정2.결과 : RL회로실험조건횟수12345Vm(V)6.446.436.436.436.43f(Hz)*************000R(Ω)*************00L(mH)1010101010측정값Im(mA)58.557.755.753.150.1VR(V)5.795.645.425.154.87VL(V)11.672.332.933.44Z= Vm/Im110.08114.43115.43121.09128.34?= tan-1(-VL/VR)9.816.523.2629.6435.24이론값Z=√(R2+XL2)100.78103.10106.86111.91118.08?=tan-1(XL/R)7.1414.1020.6526.6732.12XL=2πfL12.5225.1237.6850.2462.8RC회로실험조건횟수12345Vm(V)6.436.436.436.436.43f(Hz)*************000R(Ω)*************00C(μF)11111측정값Im(mA)7.414.821.527.232.3VR(V)0.761.372.092.643.16VC(V)6.266.095.885.625.35Z= Vm/Im868.92434.46299.06236.39199.07?= tan-1(-VC/VR)-83.07-77.32-70.43-64.84-59.43이론값Z=√(R2+(-XC)2)802.43410.44283.60222.75188.04?=tan-1(-XC/R)-82.84-75.9-69.35-63.32-57.87XC=1/2πfC796.17398.08265.39199.04159.24RLC회로실험조건횟수12345Vm(V)6.436.436.436.436.43f(Hz)*************000R(Ω)*************00L(mH)1010101010C(μF)11111측정값Im(mA)7.615.724.233.041.8VR(V)0.771.542.353.184.02VL(V)0.30.511.021.812.85VC(V)6.336.426.576.736.82Z= Vm/Im846.05409.55265.70194.84153.82?= tan-1{(VL-VC)/VR}-82.72-75.39-67.05-57.12-44.64이론값Z=√(R2+(XL-XC)2)789.96386.13248.70178.68138.93?=tan-1[(XL-XC)/R]-82.73-74.99-66.29-56.1-43.96XL=2πfL12.5225.1237.6850.2462.8XC=1/2πfC796.17398.08265.39199.04159.243.결론 :질문1. 교류회로에서 인덕터와 케패시터가 저항으로 작용하는 원리*임피던스 : 교류회로에서 전류가 흐르기 어려운 정도*리액턴스 : 저항과 같이 전류의 흐름을 방해하는 역할을 하지만 교류일 경우만 나타난다.리액턴스는 용량성 리액턴스(XC) 와 유도성 리액턴스 (XL)으로 구분되어 집니다. 용량성 리액턴스가 케패시터와 관련된 리액턴스이고, 유도성 리액턴스가 인덕터와 관련된 리액턴스입니다. 이 리액턴스들은 각각 XC=1/2πfC, XL=2πfL로 정의됩니다. 앞의 수식에서처럼 리액턴스는 주파수에 따라 그 값이 변하는 것을 알 수 있는데, 유도성 리액턴스는 주파수가 높아지면 커지고 용량성 리액턴스는 주파수가 높아지면 작아지는 특성이 있어서 주파수네 따라 임피던스가 변하고 그에 따라 전류도 변합니다. 이것은 용량성과 유도성이 주파수에 따라 임피던스에 서로 반대로 작용하는 것을 의미 합니다. 따라서 임피던스는 유도성과 용량성의 차이에 따라 결정되게 되어 두 값이 같으면 순수저항만 임피던스로 남게 됩니다. 이것을 공진이라고 하며 이때 주파수를 공진 주파수라고 합니다. 유도성 리액턴스와 용량성 리액턴스의 차가 커지면 임피던스가 커지고 전류는 작아지게(직류에서 저항이 커지는) 되며 유도성 리액턴스와 용량성 리액턴스의 차가 작아지면 임피던스가 작아지고 전류는 증가하게(직류에서 저항이 작아지는) 됩니다.참고문헌 : 네이버 지식인질문2. 회로에 따라서 ?(위상)이 다른 이유교류기전력은 ε=ε0cos(ωt +φ) 또는 ε= ε0sin(ωt +φ')의 시간에 대한 주기함수이므로 교류회로에 저항, 코일, 축전지가 연결되었을 때 전류와 전압의 크기와 위상이 다른 양상을 나타낸다.참고문헌 : 네이버 지식백과오차 원인- 이번 실험은 계산이 복잡해서 계산중에 실수가 있어 오차가 생겼을 수도 있을 거라고 생각된다.- 기계간에 마찰이 일어나 오차가 일어났을 수 있다고 생각한다. 실제로 실험을 하다가 S-CA와 RLC실험기구 간에 문제가 생겨 전압과 전류가 제대로 표시되지 않는 일도 생겼었다.- 회로 자체의 작은 저항들도 오차에 원인이 되었을 수가 있다.토의이번실험을 하면서 느낀 것은 방법은 의외로 간단하였지만, 유도성 리액턴스, 용량성 리액턴스, 임피던스 등 어려운 용어가 많아 따로 찾아봐야 했으며, 계산하는 과정도 생각보다 복잡해 이해하는데 어려움이 있었다. 위 실험 결과를 살펴보면 이론값에 가까운 측정값이 나오기도 했지만 이론값과 오차가 매우 크게 나온 값도 나왔다. 개인적으로 이번 실험이 이번 학기에 들어와서 했던 실험 중 가장 어려웠다고 느꼈다.

자연과학| 2016.05.08| 2페이지| 1,000원| 조회(381)

RL회로, 임피던스 측정, 교류회로인덕터와 케패시터

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