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실험10. 신호발생기와 오실로스코프 실험보고서

실험10. 신호발생기와 오실로스코프 사용법1. 목적신호발생기와 오실로스코프의 기본적인 사용법을 익히는 실험을 한다.2. 이론신호발생기는 아래 그림과 같이 정현파, 구형파, 삼각파, 톱니파와 같은 시간에 따라 변화하는 신호 파형을 발생시키는 장치이다.ⅰ) 신호발생기파형 선택스위치감쇠기-파형세력을 줄이고 키우는데 쓰임실험에서 프로브 연결에 쓰임주파수 범위 선택 스위치 10배 단위로 되어있다.주파수 조절 노브ⅱ) 오실로스코프- 파형을 관측하는 계측기. 수평축을 시간, 수직축을 크기로 표시한다. 그러나 수평축의 길 이가 제한되므로 일정한 시간 동안의 파형만을 표시할 수 있다.소인 시간 : 관찰하고자 하는 시간 간격. 사용자가 선택할 수 있다.트리거 : 시간간격이 주기 신호의 주기의 배수로 일치하지 않은 경우에는 매 소인시마다 시작하는 위상이 다르므로 화면상에는 일정한 파형이 보이지 않고 흔들리는 파형이 보이게 되는데 이러한 문제를 해결하기 위해 소인의 시작 시점을 정해주는 것.(즉, 신호가 일정한 전압을 지나는 시점을 시간축 상에서 시작점으로 정하게 된다. 이때 기 준이 되는 전압을 트리거 레벨이라 한다.)? ??? ?? : DC 선택 - 입력 신호가 그대로 파형으로 나타난다.GND 선택 - 외부에서 인가된 전압과는 상관없이 영 전압이 내부회로에 입력으로 인가 되므로 화면에는 수평선이 나타난다.AC 선택 - 직류 옵셋에 비하여 교류 신호가 작을 때에 선택하며 시간에 따라 변화하는 신호 성분만을 화면에 표시하므로 파형을 관측할 수 있다.? : 소인 시간 선택 스위치 - X-Y plot 선택 위치가 있으며, 이는 수평축을 시간으로 하지 않고 다른 입력 신호를 수평축의 변수로 사용하고자 할 때 사용된다. 선택 스위치의 눈금은 화면상의 눈금 간격당 시간(sec/div)을 나타내므로 작은 값을 선택할수록 자세한 파형을 볼 수 있다.? : 파형의 수직과 수평축의 위치 조절하는 노브? : 진폭의 크기 조절 노브3. 사용 계기 및 부품 4. 실험방법1) 주파수 400HZ, 0.3V 의 파형을 발생시키기(1) BNC 커넥터를 output 단자에 연결하고 악어클립을 오실로스코프 프로브와 연결시킨다.그리고 오실로스코프 프로브를 채널 1번에 연결시킨다.(2) 신호발생기의 주파수 범위를 400HZ에 맞추고 정현파 모양의 버튼을 눌러 파형의 종류 를 맞춘다.(3) 오실로스코프의 VOLTS/DIV 노브를 0.1v(1칸당 전압)로 맞춘 후 A TIME/DIV 노브를 0.5m/s로 맞춘다. (A TIME/DIV = 세로 1칸 움직이는데 걸리는 시간)세로 10칸, 가로8칸으로 구성되어 있으므로 0.1V이고 3칸이면 진폭은 0.3V이다.시간= {1} over {주파수}에서 주파수가 400HZ이므로{1} over {400} =0.5*5*10 ^{-3} (1m/s=10 ^{-3} ) 따라서 시간은 0.5m/s이다.V/DIVscalesec/div따라서 다음과 같은 파형이 나타난다.Time/div = 5m/s div(칸수) = 5칸, 5m/s*5={ 1} over {400 }-> 역수를 취하면 주파수 400HZ이다.2) 주파수 60kHZ, 100mV 의 파형을 발생시키기(1) 오실로스코프의 VOLT/DIV 노브를 50mV로 맞추고 A TIME/DIV 노브를 2u/s로 맞춘다.(2) 신호발생기의 주파수 범위를 10kHZ범위로 맞춘 후 노브를 조절하여 60kHz으로 맞춘다.노브를 돌려 주파수 크기를 60kHZ으로 맞춘다V/DIVscalesec/div(3) 그러면 다음과 같은 파형이 나타난다.진폭 = 50mV *2칸 = 100mV (위아래 1칸당 50mV)주파수 = 60kHz -> 2u/s * 수평축의 칸수(8칸) =16u/s의 역수 ={10 ^{ -16} } over { 16}=62.5kHz(2.5kHz는 오차로 가정한다.)5. 실험결과 및 검토이번 실험에서는 신호발생기와 오실로스코프의 사용법을 익히는 실험을 하였다. 주어진 조건에 따라 파형을 나오게 하였을 때 여러 가지 노브를 이용해 파형의 크기를 줄이고 늘이는 방법에 대해서도 알아보았다. 주기 ={1} over {주파수} 가 성립하는 것도 실험을 통해 알 수 있었으며 주기와 주파수와의 관계 가로, 세로 칸수의 의미, 즉, 세로는 1칸당 파형이 움직이는 시간이며, 가로는 1칸당 전압의 크기라는 의미를 잘 이해한다면 앞으로 나올 소자의 파형이나 전기적 특성을 이해하는데 도움이 될 것이다.

공학/기술| 2015.01.25| 5페이지| 2,000원| 조회(185)

오실로스코프, 전자회로, 실험보고서, 신호발생기, 파형

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실험5 직병렬 저항회로

실험5 직?병렬 저항 회로1. 목적(1) 직?병렬로 연결된 조항들의 등가 저항을 구하는 방법을 이해하고 이를 실험을 통해 확인한다.(2) 전압 분배기 및 전류 분배기의 원리를 이해하고 이를 실험을 통해 확인한다.2. 이론(1) 직렬 저항 회로의 등가 저항※ 등가회로 : 어떤 한 회로망의 특성과 똑같은 회로그림과 같이 연결된 상태를 직렬 연결이라 한다.V_{ 1}+V _{ 2}+V _{ 3} = V키르히호프 전압 법칙(임의의 폐루프에서 전압의 대수의 합은“0”이다.)을 이용하면IR _{ 1} ↓ ↓ ↓ ↓IR _{ 3}IR _{ 2}IR + + = 정리하면I(R _{ 1}+R _{ 2}+R _{ 3}) = IR 따라서R = R _{ 1}+R _{ 2}+R _{ 3} 이다그러므로 직렬회로에서 합성저항은 아래의 그림과 같이 나타낼 수 있다.(2) 병렬 저항 회로의 등가 저항I _{ 1}I 그림과 같이 연결된 상태를 병렬 연결 이라 한다.I_{ 2}I키르히호프 전류 법칙(회로상 임의의 한 분기점에서 들어온 전류의 합은 교점에서 나간 전류의 합과 같다.)을 이용하면옴의법칙V=IR 이고I= { V} over {R } 이다. 들어오는 전류의 합과 나가는 전류의 합이 같으므로I`=`I _{1} `+`I _{2} 을 만족한다. 따라서↓ ↓ ↓{V} over {R}={ V} over {R _{ 1} }+{ V} over {R _{ 2} } 병렬회로에서는 전압이 일정하므로 식을 정리하면{ 1} over { R} = { 1} over {R _{ 1} } + { 1} over {R _{ 2} }이다.병렬 회로에서의 합성저항은 아래의 그림과 같이 나타낼 수 있다.(3) 전류 분배기(분류기)흐르는 전류는(옴의 법칙으로부터) 저항에 반비례하여 갈라지는 회로를 전류 분배기라 한다.예를 들어 그림과 같은 회로에서R_{ 1}에 흐르는 전류I_{ 1}, ···,R_{ n} 에 흐르는 전류I_{ n}은로 구할 수 있다. 즉, 저항값R_{ i} 를 조절하여 흐르는 전류를 분배하고 조절할 수 있다.아래의 그림을 보면 전류의 흐름을 이해하기 쉽다.예)“들어오는 전류의 합은 나가는 전류의 합과 같다“3. 사용 계기 및 부품디지털 멀티미터(1개) 전류계(3개)직류 전원 공급 장치 (1개)저항(0.5KΩ x 2 , 1KΩ, 2KΩ)4. 실험방법(1) 병렬 연결된 저항의 등가 저항1) 그림과 같이 저항을 병렬로 연결하고 전체저항(A - B)을 측정한다.0.5k OMEGAABR _{T}AB1k OMEGA0.280k OMEGA2k OMEGA2) 병렬 회로에서 각각의 저항(R_{ 1}, R _{ 2}, R _{ 3})을 측정한다.R_{ 3}R_{ 2}R_{ 1} = 0.515kΩ = 0.893kΩ = 1.903kΩ3) 등가 저항 계산 방법에 전체 저항을 계산하고 측정값과 비교한다.{ 1} over { R} = { 1} over {0.515 } + { 1} over {0.893 } + { 1} over { 1.903} 따라서R _{T} image 0.279 이다R _{T}R _{T}전체저항 의 측정값은= 0.280kΩ측정값계산값오차R_{ 1}[Ω]R_{ 2}[Ω]R_{ 3}[Ω]R _{T}[Ω]R _{T}[Ω]0.017%0.515kΩ0.893kΩ1.903kΩ0.280kΩ0.279kΩ오차율 = { 이론값 - 실제측정값} over {이론값 } ※ (10%이내면 결과가 좋다)(2) 직 ? 병렬로 연결된 저항의 등가 저항1) 그림과 같이 저항을 직 ? 병렬로 연결하고 단자 A, B에서 저항값을 측정한다.A BR_{ 2}R_{ 1}R_{ 4}A1k OMEGAR_{ 3}B0.5k OMEGA0.5k OMEGA2k OMEGAR_{ T}전체 저항 (A-B사이 저항) 측정값R_{ T} = 1.641kΩR _{T}AB1.641k OMEGA2) 직 ? 병렬 회로에서 각각의 저항(R _{1, }R _{ 2},R _{ 3},R _{ 4}) 을 측정한다.R_{ 1}R_{ 4}= 0.514kΩ = 0.518kΩR_{ 2}R_{ 3} = 1.900kΩ = 0.896kΩ3) 등가 저항 계산 방법에 따라 등가 저항을 계산하여 측정값과 비교한다.R _{T} =0.514`+` {1} over {{1} over {0.896} + {1} over {1.900}} +0.518R _{T} image 1.667k OMEGA측정값계산값오차율R_{ 1}[Ω]R_{ 2}[Ω]R_{ 3}[Ω]R_{ 4}[Ω]R _{T}R _{T}0.015%0.514kΩ1.9kΩ0.896kΩ0.518kΩ1.641kΩ1.667kΩ(3) 전류 분배기1) 그림과 같이 회로를 구성한다.+- M/M 멀티미터는 6.6V로 맞춘다.A _{1}1k OMEGAA _{2}2k OMEGA X6.6V2) 병렬회로에서 각 저항에 흐르는 전류를 측정하라. (전압은 6.6V로 맞춘다.)*R _{1},R _{2}에 흐르는 전류를 측정.그림과 같이 저항R _{2}가 있는 회로를 차단 하고 전류가 저항R _{1}에만 흐르게 한 후A _{1}을 측정한다.전류의`흐름 마찬가지로R _{2}에 흐르는 전류를 측정하 려면R _{1}이 있는 회로를 차단하고 전류가R _{2}에만 흐르게 한 뒤A _{2}를 측정한다.※ 측정된 전류값A _{1} = 7.143mAA _{2} = 3.461mA전체 합성 전류A _{T} = 10.704mA3) 측정된 값과 이론값을 비교하여 전류가 제대로 분배되었는지 확인한다.저항전류계측정값이론값오차률1KΩA _{1}7.143mA6.666····mA0.071%2KΩA _{2}3.461mA3.333····mA0.038%A _{T}10.704mA10mA0.065%5. 실험 결과 및 검토※ 실험 결과이번 실험에서는 병렬 회로, 직?병렬 회로에서의 등가저항에 대해 알아보았고 병렬연결에서의 전류 분배에 대해 알아보았다. 병렬회로에서는 키르히호프의 전류법칙에 의해 측정값을 측정한 결과{ 1} over { R} = { 1} over {R _{ 1} } + { 1} over {R _{ 2} }이 성립한다는 것을 알게되었다. 또한 직?병렬 회로에서도 마찬가지로 키르히호프 법칙에 의해R = R _{ 1}+R _{ 2}+R _{ 3}와{ 1} over { R} = { 1} over {R _{ 1} } + { 1} over {R _{ 2} }이 성립함을 알 수 있었다. 전류 분배 실험에서는 전류의 흐름과 옴의 법칙(V=IR)과 키르히호프 법칙에 의해 각각의 저항의 반비례하는 만큼 전류가 회로를 지나간다는 것을 알 수 있었다.⇒ 따라서 이번 실험을 통해 직·병렬 조합으로 된 회로를 등가의 간략화된 회로로 구성하여 계산 및 측정이 용이 하다는 것을 알 수 있다.※ 오차율에 대한 고찰3가지 실험에서 보다시피 이론값과 측정값이 100% 일치하지는 않고 1%미만의 오차율이 발생했다. 그 이유를 생각해보면 먼저 전류계 자체에 적은 저항이 존재한다는 사실과 브래드보드판이나 회로자체에 존재하는 미세한 저항 및 전원공급장치나 멀티미터에도 아주 미세한 저항이 존재 할 수도 있다. 이러한 아주 미세한 저항들이 아마 측정값이 나오는데 영향을 미쳤을 것으로 생각된다.※ 직?병렬 회로의 실생활에서의 쓰임저항제어전기자동차 회로 충전지의 직병렬 전환 회로직?병렬 회로의 원리를 이해하고 이 회로가 어디에 쓰이는 지 알아보니 저항제어전기자동차 회로나 충전지의 전환 회로에 사용되고 있었다.

공학/기술| 2015.01.25| 9페이지| 2,000원| 조회(411)

전자회로, 직렬, 병렬, 직병렬 회로

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실험9 최대 전력 전송 정리

실험9 최대 전력 전송 정리1. 목적(1) 직류에서의 전력을 이해하고 전원으로부터 부하에 최대 전력이 전달되는 경우에 대 해 이해하고 실험을 통해 이를 확인한다.2. 이론1) 직류 전력전력이랑 단위 시간당 한 일의 양으로 정의되며 단위는 [J/S] 또는 와트[W]이다. 저항 R 에 VD의 전압과 I의 전압 전류가 인가되면 저항 R에서 소비하는 전력P= VI=I ^{ 2}R= { V ^{ 2} } over { R}으로 계산된다.2) 최대 전력 전송 관리이 때 부하에 전달되는 전력 PL는 부하저항 RL의 값에 따라 달라지는데, P를 최대로 만드는 RL의 값을 찾아보면.P_L` (R_L ) ~=~ I^2` R_L ~=~ ( V over {R`+`R_L})^2 R_L``PL의 최대값을 찾기 위하여 PL을 RL에 대해 미분하여 0으로 놓으면,dP_L over dR_L ~=~ V^2 over {(R`+`R_L )^3} (R-R_L ) ~=~ 0``이 된다. 따라서,R_L ~=~ R``즉 부하저항이 내부저항과 같아질 때, 부하저항에 전달되는 전력은 최대가 되며, 이 때 부하 저항에 전달되는 최대 전력의 값은P_{L,max} ~=~ P_L` (R_L = R ) ~=~ V^2 over 4R ``이 된다. 이처럼 부하저항의 값이 최대전력 전달 조건을 갖추었을 때, 이 회로는 impedance matching이 되었다고 한다.한편, 전원이 공급하는 총 전력, 즉 내부저항 R과 부하저항 RL에서 소모되는 전력의 합 PT는P_T ~=~ V^2 over {R``+``R_L }``으로서, RL이 증가하면서 PT는 단조 감소한다. 이상적인 전원은 내부저항 R이 0인 경우라고 할 수 있고, 이 때 PL = PT 는 RL이 증가하면서 단조 감소한다.3. 사용계기 및 부품멀티미터 전류계전원공급장치 저항가변저항4. 실험방법ⅰ) 직류 전력 측정1) 아래와 같이 회로를 구성한다.5V500 OMEGAR_{ L}300 OMEGA2)R_{ L}에 걸리는 전류와 전압을 측정하여 전력을 구한다.5V500 OMEGAR_{ L}300 OMEGA- 멀티미터를 저항과 직렬로 연결한 다음 전류를 구한다.- 부하R_{ L}에 걸리는 전압은 부하R_{ L}양단에 멀티미터의 프로브를 갖다댐으로써 구한다. 측정값측정값으로 부터의 계산값이론값오차율I[A]V_{ L}[V]P_{ L}[W]P[W]0.006%0.006055A(=6.055mA)1.84V559.14W562.5Wⅱ) 최대 전력 전달 정리1) 아래의 그림과 같이 회로를 구성한다.R_{ 1}1000 OMEGAR_{ L}2) 가변 저항값을 변화시키면서 부하R_{ L}에 걸리는 전압을 측정한다.가변저항값전압 측정값가변저항값전압 측정값200Ω1000Ω300Ω1500Ω500Ω3000Ω700Ω5000Ω800Ω9000Ω900Ω가변저항값은 근사값으로 하여 전압을 측정하였다.(ex. 700Ω -> 705Ω)이론값측정값R_{ 1}[ OMEGA]R_{ L} [OMEGA]V_{ L}[V]P_{ L}[mW]R_{ 1}[ OMEGA]R_{ L} [OMEGA]V_{ L}[V]P_{ L}[mW]10002000.843.510002000.9174.210003001.24.810003001.2825.510005001.675.610005001.7996.510007002.066.0610007002.2096.910008002.226.210008002.3847.110009002.376.2410009002.5247.07100010002.56.25100010002.6537.*************00015003.1476.6100030003.754.7100030003.8795.01100054004.223.3100054004.2683.4100090004.52.25100090004.5772.33) 측정한 값으로부터 전력을 계산한다.4) 이론값과 측정값으로부터 구한 전력값을 그래프로 나타낸다.5. 실험 결과 검토이번 실험에서 측정한 결과값으로 보듯이 이론값에서는R_{ 1}과R_{ L}이 같아지는 지점 즉, 둘 다 1000Ω일 때 최대의 전력이 걸리지만 실험값에서는 아주 미세한 차이로 900Ω일 때 부하에 최대의 전력이 걸렸다. 왜 이렇게 이론값과 측정값사이의 차이가 존재하는가는 실험에서는 여러 가지 변수 요인 기기자체의 미세한 저항, 프로브의 미세한 저항 등등 눈으로는 확인되지 않은 외부적인 요소가 존재하기 때문이다. 또한 이론값과 측정값에서 많게는 0.9mW나 차이나는 것 또한 절대적인 조건이 아니기 때문이다. 그리고 이번 실험에서 알 수 있듯이 무조건 부하에 많은 저항이 걸린다고 많은 전력이 가는 것은 아니다. 저항이 커지면 커질수록 전압 분배 법칙에 의해 그만큼의 전압이 많이 분배되기 때문이고 전력은 전압의 제곱에 비례하고 저항에 반비례 하기 때문이다.※ 전력의 종류1) 대기전력기기(器機)의 동작과 관계없이 사용자가 의식하지 않는 사이에 소모되는 전기에너지실험에서는 5V의 전원이 연결되어 있는 상태에서 저항이 소비하는 전력을 구했다면 대기전력은 소비하지 않고 전원을 연결한 상태에서 사용하지 않아도 소모되는 전력이다.- 가전제품의 경우 콘센트를 뽑는 것만으로도 대기전력을 줄일 수 있다.실험에서는 저항값이 일정함으로 전력이 일정한 값으로 측정되었다. 그러나 교류 전력은 왼쪽의 그림에서 보다시피 시간에 따라 전압값과 전류값이 변하여 전력값이 일정하지가 않다. 교류전류는

공학/기술| 2015.01.25| 7페이지| 2,000원| 조회(238)

직류, 전자회로, 회로, 전력, 최대 전력 전송 정리

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실험8 등가 전원 정리 실험보고서

실험8 등가 전원 정리1. 목적(1) 복잡한 회로를 하나의 전원과 하나의 저항으로 구성된 등가회로로 표현해주는 테브난의 정리 및 노튼의 정리를 이해하고 실헝을 통해 확인한다.(2) 전원이 갖고 있는 내부 저항의 영향을 이해하고 이를 실험으로 확인한다.2. 이론ⅰ) 테브난의 정리: 두개의 단자를 지닌 전압원, 전류원, 저항의 어떠한 조합이라도 하나의 전압원[V]과 하나의 직렬저항[R]로 등가화하는 테브난의 정리R_{ th}V_{ th} { R _{ 2} } over {R _{ 2}+R _{ 3} } }*V= V _{ th} 1) a,b양단의 등가전압을 구한다.R_{ 2}의 양단의 전압이 a,b사이의 전압과 같다.2) 전압원을 단락시킨 후 등가저항을 구한다.R_{ 3}+ { 1} over { { 1} over {R _{ 2} }+ { 1} over { R _{ 3} } } }=R _{ th}R_{ th}따라서 이와 같은 테브난의 등가회로를 구성할 수 있다.①R _{Th} : 전압원 ? short, 전류원 ? open 시킨 후외부 단자 쪽으로부터 계산②V _{Th} : 외부 부하를 opne 시킨 후, 마주 보이는 소자의 양단 전압을 계산V_{ th}ⅱ) 노턴의 정리: 두개의 단자를 지닌 전압원, 전류원, 저항의 어떠한 조합이라도 이상적인 전류원 [I]와 병 렬저항[R]로 변환하여 등가화하는 노튼의 정리1) 기존의 회로 2) A,B 사이를 단락시킨 후 전체 저항을 구한다.R_{ T}= { 1} over { { 1} over {R _{ 2}+R _{ 3} }+ { 1} over {R _{ 1} } }+R _{ 4}3) A,B사이의 흐르는 등가전류와 등가저항으로 등가회로를 구성한다.①R _{N} : 전압원 ? short, 전류원 ? open 시킨 후외부 단자 쪽으로부터 계산②I _{N} : 외부 부하를 short 시킨 후, 외부 부하 쪽에 흐르는 전류를 계산3. 실험기기멀티미터 (1개) 전류계(1개)전원공급장치(1개) 저항(100Ω x2, 200Ω, 50Ω)4. 실험방법ⅰ) 테브난의 등가회로1) 아래의 그림과 같이 회로를 구성한다.(R_{ 1} = 200Ω,R_{ 2} = 100Ω,R_{ 3} = 50Ω,R_{ L} = 100Ω)P/SR _{1} =200 OMEGA R _{3} =50 OMEGAAR _{2} =100 OMEGAB2) a,b 사이의 등가전압을 측정한다.이론값)V_{ th}= { R _{ 2} } over {R _{ 1}+R _{ 2} }*10V 따라서V_{ th}= { 10} over {3 }VP/SR _{3} =50 OMEGA R _{1} =200 OMEGA AR _{2} =100 OMEGAB측정값이론값오차율V _{ab}V _{ab}0.006%3.310V3.33V전압원 단락3) a,b 사이의 등가저항을 측정한다.(전압원 단락)AR _{3} =50 OMEGA R _{1} =200 OMEGAR _{2} =100 OMEGAB측정값이론값오차율R _{ab}R _{ab}0.051%0.122KΩ0.116KΩ이론값) 전압원을 단락시키면R_{ 1},R _{ 2}가 병렬 연결이므로R_{ th}= { 350} over {3 } OMEGA 전체저항을 구하면R_{ th}=R _{ 3}+ { 1} over { { 1} over {R _{ 1} } + { 1} over { R _{ 2} } }이고 따라서 이다4) 테브난의 등가회로로 나타낸다.R_{ th}= { 350} over {3 } OMEGAV_{ th}= { 10} over {3 }Vⅱ) 노턴의 등가회로1) 아래의 그림과 같이 회로를 구성한다.(R _{L}=100Ω)R _{1} =200 OMEGA R _{3} =50 OMEGA P/SI _{L}AR _{L} =100 OMEGA I _{L}R _{L} =100 OMEGA `R _{2} =100 OMEGAB2) a,b단자 사이의 흐르는 전류I _{L}를 측정한다.R _{1} =200 OMEGA P/SR _{3} =50 OMEGA R _{L} =100 OMEGA `R _{2} =100 OMEGA측정값이론값오차율I _{L}I _{L}0.028%13.601mA14.28mA전체전류는V=I R(옴의법칙에 의해){ 10} over {3 }= { 350} over {3 }I이므로I=28.571mA이다 따라서 100Ω 짜리 두 방향으로 전류가 흐르기 때문에 전체 전류의 반만R _{L}로 흐르게 된다.이론값)I _{L} = {{10} over {3}} over { { 350} over {3 } }* { 100} over {100+100 } = {1} over {35} image 0.028AV=IR(옴의 법칙)에 의하여R_{ ab}= { 350} over {3 } OMEGA이고 A,B사이의 등가 전압은{ 10} over {3 }V이므로 테브닌의 등가회로와 노턴의 등가회로는 등가이므로3) 노턴의 등가회로를 구성한다.(a,b에 흐르는 전류기준)AR_{ ab}= { 350} over {3 } OMEGAI_{ L}=14.28mAB5. 실험결과여러 가지 전류원, 전압원, 저항이 조합된 회로에서 간단하게 등가전압과 등가저항만으로 회로를 구성하는 테브난의 등가회로와 등가전류와 등가저항만으로 회로를 구성하는 노튼의 등가회로에 대해 실험을 하였다. 실험을 통하여 아무리 복잡한 구성의 회로라도 등가의 의미만 잘 이해한다면 간단하게 회로를 구성 할 수 있다는 걸 알게 되었고 키르히호프 전류, 전압 법칙을 이용하여 전류의 흐름과 전압의 분배도 실험을 통하여 이해 할 수 있었다.※오차율에 대한 검토어느 실험을 하더라도 오차율은 발생한다. 왜냐하면 절대적인,이상적인 상황이 안되기 때문이다. 이번 실험역시 오차율이 발생하였다. 내부회로의 내부저항이나 전류계의 미세한 저항 또는 전원공급기의 내부저항이나 여러 가지 요인이 있었다. 이런 오차율을 없애는 건 안되겠지만 줄이는 방법은 올바른 회로구성이나 불량하지 않은 부품들로 회로를 구성하는 방법등이 있을 것 같다.

공학/기술| 2015.01.25| 7페이지| 2,000원| 조회(151)

저항, 전자회로, 전원, 등가, 등가 전원 정리

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실험25 연산증폭기 회로

실험 25. 연산증폭기 회로1. 목적연산증폭기를 사용한 반전 증폭기와 비반전 증폭기 및 버퍼의 기본 원리를 이해하고 이들의 동 작을 실험으로 확인한다.2. 이론앞 장에서 궤환이 없는 연산증폭기의 출력은 포화되어 출력전압이 +Vsat 아니면 Vsat-이 됨을 확인하였다. 연산증폭기의 개방회로 전압 이득이 매우 크기 때문에 출력전압이 선형동작 범위 내에 있기 위해서는 차동 입력전압이 매우 작아야 한다. 수 μV내지 수십 μV정도인 차동 입력 전압을 안정하게 유지하면서 외부에서 인가하는 입력전압에 비례하도록 하기 위하여 부궤환을 이용한다. 부궤환은 시스템의 출력은 입력쪽으로 되먹여 외부입력과 궤환된 신호와의 차 신호가 능동소자의 입력 신호가 되게 하는 것이다. 여기서는 부궤환에 대한 자세한 설명은 피하고 부궤환 연산증폭기 회로를 해석하는 방법만을 설명한다.출력전압이 차동 입력전압에 비례하는 선형동작을 하는 연산증폭기의 차동 입력전압은 회로 내의 다른 전압들에 비해 매우 작기 때문에 이것을 0으로 간주할 수 있다. vd = 0이면 v+=v-이므로 반전 입력 단자는 비반전 입력 단자와 같은 전위를 유지한다.(1) 반전 증폭기이상적인 Op-amp의 성질에서 보면 '입력 임피던스는 ∞(무한대)이다.' 라는 말이 있다.이상적인 조건들을 가지고 위의 그림에서 보면 2번쪽에 있는 선의 전류는 Op-amp쪽으로 흐르지 못한다.(이상적인 조건들로 인하여)그럼 전류는 자연히 위쪽으로 흐르게 된다.따라서 위의 그림을 등가회로(Equivalent Circuit)로 고치면간단한 직렬회로(series circuit)가 나오게 되고 정중앙에 있는 점(전압)은 0V이다.(∵Op-amp의 성질에 의해 2번에 걸린 전압과 3번에 걸리는 전압은 같으므로)직렬의 특성인 '모든 전류는 같다'를 이용해 입력전압과 출력전압의 관계를 만들어 보면우선 왼쪽에 R1에 흐르는 전류를 구해보면오른쪽 R2에 흐르는 전류를 구하면직렬일때는 모든 전류가 같으므로식을 정리하면(2) 비반전 증폭기우리가 구하고 싶은 식은 입력전압과 출력전압의 관계이다.Op-amp의 성질을 이용하면 V(in)과 V(f)[feedback]은 같은 전압이라고 할 수 있기 때문에위 그림의 등가회로(Equivalent circuit)를 그리면직렬 상태인 회로로 바꿀 수 있다.구하고 싶은건 V(f)읜 값이니 전류를 모르고 있을 시전압 분배 법칙은 사용하여 V(f)를 구하면위에서 언급했듯 Op-amp의 성질로 인해같으므로비반전 증폭기는 입력저항이 매우 크고, 출력저항이 매우 작다. 따라서 비반전 증폭기는 신호원에 대한 부하가 되지 않으면서 신호를 증폭시켜 부하에 전달한다.3. 사용계기 및 부품직류 전원 공급기 (±15V)디지털 멀티미터신호발생기오실로스코프 (dual)연산증폭기 (KIA 4588P 또는 741) (1개)저항 (6.8KΩ 1개, 10KΩ 4개, 100KΩ 1개)커패시터 (무극성 1μF 2개)4. 실험방법(1) 반전 증폭기1) 아래의 그림과 같이 회로를 구성한다.2) 전원전압이 +15V, -15V가 되게 조정한다.3) 입력전압에 1kHz의 정현파를 인가한다.4) 입력전압에 대한 출력전압을 측정하여 표에 기록한다.5) 입력전압과 출력전압을 이용해 전압이득을 계산하여 표에 기록한다.6) 오실로스코프를 이용하여 입력전압과 출력전압의 파형을 관찰한다.(2) 비반전 증폭기1) 아래의 그림과 같이 회로를 구성한다.2) 전원전압이 +15V, -15V가 되게 조정한다.3) 입력전압에 1kHz의 정현파를 인가한다.

공학/기술| 2015.01.25| 6페이지| 2,000원| 조회(109)

전자회로, 연산증폭기, 연산증폭기 회로

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