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[일반물리학실험]포물선 운동 결과

1. 실험결과(1) 발사대의 높이 = 26cm질 량 = 6g (발사장치 1단)① angle = 30도구 분거리()(m)시간()(초)최고높이()(m)시간(())(초)초속도()(m/s)평 균0.6250.260.2760.062.40② angle = 45도구 분거리()(m)시간()(초)최고높이()(m)시간(())(초)초속도()(m/s)평 균0.6870.400.3760.131.71③ angle = 60도구 분거리()(m)시간()(초)최고높이()(m)시간(())(초)초속도()(m/s)평 균0.5640.460.4320.201.22(2) 발사대의 높이 = 26cm질 량 = 44g (발사장치 2단)① angle = 30도구 분거리()(m)시간()(초)최고높이()(m)시간(())(초)초속도()(m/s)평 균1.0310.330.3141.003.12② angle = 45도구 분거리()(m)시간()(초)최고높이()(m)시간(())(초)초속도()(m/s)평 균1.0520.430.4270.162.56③ angle = 60도구 분거리()(m)시간()(초)최고높이()(m)시간(())(초)초속도()(m/s)평 균1.0200.560.6000.231.82※ 마지막으로 가장 멀리 날아가는 angle실험(44g)에서는 44도는 1.090m 이었고43도에서는 1.010m 였다.2. 결론 및 토의평면상의 등속도 운동과 수직방향의 등가속도 운동의 결합되어 있는 포물선 운동을 이해하는 실험이었다. 일상적인 조건인 실험실 내부에서 실험을 진행하였기 때문에 실험 전부터 정확한 값을 기대하기는 어려울 것이라고 생각하였다. 우선은 비행시간(T), 수평방향 이동거리의 이론값을 구하기 위해서 책에 나와 있는 식을 이용하였다.: 물체가 지면에 닿기까지 걸리는 비행시간(T): 수평방향 이동거리(R)우선 중력가속도 g는 9.8m/s2이고 각도가 주어졌으니 sin?의 값을 알 수 있었는데 이론적인 초속도의 값을 알 수가 없어 실험값으로 대신하였다. 공의 질량이 6g인 경우에는 아래의 표와 같다.공의 질량(6g)물체가 지면에 닿기 까지 걸리는 비행시간(T)이 론 값(sec)실 험 값(sec)30도0.320.2645도0.750.4060도0.530.46공의 질량(6g)수평방향 이동거리(R)이 론 값(m)실 험 값(m)30도0.8250.62545도0.7710.68760도0.6240.564또한 이론적으로 포물선 운동의 각도가 45도 일 때 가장 멀리 나간다는 것을 확인하기 위하여 45도 근처의 각도에서 포물선 운동 실험을 실행해 보았다. 실험한 결과 정확히 45도가 아닌 44도에서 45사이의 각도에서 가장 멀리 나간다는 것을 알 수 있었다. 수업시간에 듣기에는 43도와 44도 사이의 각도에서 최대거리를 가진다 했는데 실제로 실험을 수행해보니 또 다른 결과가 나온 것이다.위의 2개의 표와 최대거리를 가지는 각도에서 오차가 발생하고 있다. 앞에서도 언급했듯이 일상조건인 실험실에서 실험을 수행할 때 오차요인이 분명히 발생할 것이라고 생각한다.오차의 요인으로는 첫 번째로 실험기기 운용의 미숙 및 이론적인 이해부족으로 말할 수 있는 전반적인 실험 미숙을 생각할 수 있다. 우선 I-CA라는 프로그램을 처음 접해보았고 이해하고 실행하는 데 몇 차례의 시행착오를 겪었다. 만약에 실험 전부터 프로그램을 익히고 있었다면 좀 더 정확한 자료를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 시간 역시 줄일 수 있을 것이다. 그리고 이론적인 이해부족으로는 굳이 실험을 진행할 때 질량이 다른 2가지의 공을 사용할 필요가 없다는 것이다. 공의 질량이 다르기 때문에 일관성 있는 실험값을 얻을 수 도 없었고 발사대의 1단, 2단도 바꾸어 가며 실험을 수행하였기 때문에 무의미한 실험값을 얻기도 하였다. 실험기기의 운용미숙은 실험 전에 익히기는 어려워도 이론적인 부분은 얼마든지 보완이 가능하다고 생각한다.그리고 두 번째로 발사대의 충격으로 인하여 뒤로 밀림으로써 정확한 수평거리나 시간에 오차가 발생할 수 있는 영향을 끼쳤다. 두 사람이 발사대를 움직이지 못하도록 단단히 잡고 있어도 조금이라도 움직이는 것은 어쩔 수 없었다. 발사대의 밑 부분이 고정이 되었다면 이러한 문제는 해결될 수 있을 것이다.

자연과학| 2007.04.13| 5페이지| 2,000원| 조회(558)

angle, 발사대, 초속, 최고높이, 발사장치

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[일반물리학실험]중력가속도 측정 결과

1. 실험결과구 분T(sec)l(m)R(m)g(m/s2)12.051.000.02659.645522.001.000.026510.489132.031.000.02659.836542.021.020.02659.934152.041.000.02659.740362.051.000.02659.645572.031.020.02659.836582.031.010.02659.836992.031.000.02659.8365102.041.000.02659.7403평 균2.031.000.02659.8541평균제곱오차0.0140.000.00000.2288※ 평균제곱 오차X : 참값(평균값), n : 측정 횟수(1) 실험결과의 해석실험을 통하여 borda 진자의 주기 T, 길이 L, 진자의 반지름 R를 10회에 걸쳐 구한 뒤에 각각의 평균값 및 결과인 중력가속도 g의 평균값을 나타내어 보았다. 길이 L, 진자의 반지름 R의 값은 거의 일정한 값으로 측정하였고 좀 더 정확한 측정값을 위해서 중력가속도는 소수점 4번째 자리까지 구해보았다. 위 표의 평균제곱오차에서 알 수 있듯이 비교적 오차가 적게 측정되었다. 이것은 우리가 알고 있는 중력가속도 9.8m/sec2와 크게 다르지 않다는 것을 알 수 있다.2. 결론 및 토의(1). 실험결과 토의비록 실험의 측정값에서는 무시할 정도의 작은 오차 값이 나왔지만 실험에 영향을 줄 수 있는 오차요인에 대하여 토의해보았다.(가). 진자주기의 시간측정 시 인력에 의한 측정으로 측정값의 부정확성(나). 일정하지 못한 θ값(다). 진동경로가 다르다.(라). 미묘한 철사의 길이 차이(2). 실험결론이번 실험은 진자의 주기를 구하고 중력가속도를 구하는 것이다. 일상적인 조건인 실험실 내부에서 실험을 진행하였기 때문에 실험 전부터 정확한 값을 기대하기는 어려울 것이라고 생각하였다. 여기에는 중력가속도에 영향을 미치는 여러 가지 요인이 작용할 것이다.우선 실험 중에 부주의로 책상이 흔들렸던 것과 추 지지대의 수평유지를 정확히 하지 못하였다. 물론 평형상태를 유지하기 위하여 수준기를 사용하였지만 실험도중에 수준기의 상태를 체크하지 못한 실험미숙도 오차요인으로 생각할 수 있다. 책상이 흔들리고 수평유지가 제대로 되지 못하면 진자의 장력과 θ값에 영향을 줄 것이다. 그리고 토의에서도 말했듯이 망원경을 이용하여 측정한다 해도 진자의 주기를 사람이 정확히 측정을 한다는 것은 무리가 있다. 진자를 놓아서 진동시킬 때에도 사람의 힘이 진자에 영향을 미칠 수도 있다. 힘뿐만 아니라 θ값 역시 문제가 된다. 책에서 보면 가능한 θ의 값을 5도 미만으로 길이 L의 값을 길게 하라고 했는데 실험에서만 보아도 θ값을 일정하게 유지시킬 수 있는 것이 없다. 단지 눈짐작으로 비슷한 각도로 진자를 운동시키는 정도이다.또한 이상적으로 진자의 경로가 일직선을 유지하지 못하면 그만큼 시간T(sec)값이 증가할 것이고 이것은 중력가속도의 값을 증가시키는 요인으로 작용할 것이다.하지만 위에서 말한 여러 가지 오차요인에도 불구하고 측정값은 이것은 우리가 알고 있는 중력가속도 9.8m/sec2와 거의 비슷하게 측정되었다. 그러나 여기서 확실하게 할 것은 우선 중력가속도는 항상 일정할 수 없다는 것이다. 물론 그 값도 9.8m/sec2 이 아니다. 그렇다면 실험적인 중력가속도보다는 이론적인 중력가속도에 대하여 생각하자.우리는 진자의 진동을 이용하여 중력가속도의 값을 유추해보았지만 일반적으로는 뉴턴의 만유인력의 법칙과 제 2운동법칙에 의해 구할 수 있다.중력가속도는 뉴턴의 제 2법칙에서 응용하여에서이란 값을 가진다.상식적으로 R이란 거리가 일정하지 않으면 중력가속도는 다를 것이다. 즉, 지구는 완벽한 구형이 아니기 때문에 지구에서 작용하는 중력가속도 역시 모두 다를 것이다. 예를 들어 남극과 적도에서의 중력가속도의 크기 다르게 측정된다는 것이다.

자연과학| 2007.04.13| 3페이지| 2,000원| 조회(398)

중력, 실험, 실험결과, 진자, 가속

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[일반물리학실험]일당량 측정 결과

1. 실험결과▶ 실험결과 1m1 = 200g , m2 = 100g횟 수온 도123T1 (K)304.9304.8304.7T2 (K)288.9288.7288.6T (K)300.4300.3300.3물당량(g)55.5657.7865.91평균 물당량 = 59.75 g▶ 실험결과 2전압(V) : 4.8V , 전류(A) : 1Am1 = 200g횟 수온 도123T1 (K)288.5288.4288.4T2 (K)291.0290.3290.4시간 t(sec)361372376일당량 J(J/cal)2.673.623.62평균 일당량 = 3.30 J/cal2. 결론 및 토의(1) 실험결과 분석▶ 실험결과이번 실험은 물당량과 일당량을 측정함으로써 전기 에너지가 열 에너지로 바뀌는 과정에서 일과 열의 관계를 이해하는 실험이었다. 일당량을 측정하기 위하여 평균적인 물당량을 구해야 했다.열량 보존 법칙에 의하면, 온도의 물()을 열량계에 부었을 때, 온도가인 물이 흡수한 열량은 온도가인 질량의 물과 열량계가 잃어버린 열량과 같다.를 열량계의 물당량이라 할 때,(kcal/kgK)의 식이 성립한다.여기서 왜 물당량을 구해야 하는 이유는 이렇다. 일당량을 구하기 위해 열량계에 물을 넣어 온도의 변화를 관찰하면서 구하는데, 여기서 내려간 온도는 열량계를 데우는데도 사용되었다. 그러한 오차를 줄이기 위해 물당량을 구해 열량계의 열용량을 알기 위해 이 실험을 하는 것이다.위의 식을 보아도 알 수 있듯이 첫 번째 실험에서는 물당량은 절대온도(K)에 관계없이 온도의 비율에 의해 물당량이 결정된다는 것을 알 수 있었다. 온도의 비율만으로도 물당량의 계산이 가능하기에 실제 계산시에 반드시 절대온도로 바꿀 필요없이 섭씨 온도만으로도 충분히 계산할 수 있었다.평균적인 물당량을 구한 뒤에 두 번째 실험을 측정하면서 평균 일당량을 구할 수 있었다. 열량계 속의 물의 질량 및 비열을 각각,라 하고 물통, 교반기, 센서, 히터 및 지지봉 등 물과 접촉하는 물체의 물당량을라고 하면이고, 온도가에서로 상승하는 동안 열량계가 흡수한 열량은이므로, 열의 일당량는가 된다.실제로 측정한 결과평균 물당량 = 59.75 g, 평균 일당량 = 3.30 J/cal 가 나왔다. 물당량의 기준값은 알 수 없었지만 일당량은 4.186 J/cal이 기준이다. 일당량에서 약 0.88 J/cal의 차이가 발생하였고에서 퍼센트 오차는 약 21%가 발생하였다.▶ 오차요인우선 정확한 온도를 측정하는데 무리가 있었다. 첫 번째 실험에서 불명확한 온도값은 물당량에 영향을 미치고 당연히 이어지는 일당량을 측정하는 실험에도 연계적으로 영향을 미치게 된다. 온도측정과 관련해서 열평형 상태에서 일정해지는 온도도 불분명했다. 온도가 일정해지길 기다리는데 시간이 너무 오래 걸릴 뿐 아니라 열평행 상태의 온도가 정확히 어느 시점에서 발생하는지도 알 수 없었다.아무리 정확한 온도를 측정한다고 해도 열량계에서 완벽하게 온도가 유지된다고 볼 수 없기 때문에 오차가 발생할 수 밖에 없었다. 즉, 다시말해 열량계 속에서 발생하는 열이 외부로 발산되지 않는다면 저항에 의해 발생되는 열은 열량계와 물 전체를 데우는데 사용이 되어야 하는 것이 이 실험의 기본적인 가정인데 이 가정의 성립 자체가 불가능했다. 예를 들어 열량계를 열어 물을 집어 넣는데 그 순간 공기 중으로 빠져 나가는 열량계 안의 열에너지와 열량계 자체에서 미세하게 밖으로 나가는 열에너지는 고려할 수 없었다.다른 오차의 요인으로는 물의 질량에 있다. 비커의 수치만으로 200g, 100g을 부었는데 그리 정확하다고 생각할 수 없다. 예를 들어 온도계를 넣었다 빼었다 하면서 물의 질량이 조금씩 이나마 변한 것 같고 미세하게는 열량계에 물을 넣을 때 차이가 발생할 수 도 있다.전원장치에서 일정한 전류 1A와 일정한 전압을 가해주어야 하는데 어느정도 시간이 흐르면 전류와 전압의 값이 조금씩 변하기도 하였다. 이는 가열시간과 증가하는 온도에 영향을 미치게 된다.마지막으로 전류를 흘려주는 시간을 측정할 때에도 문제가 있다. 실험중 사람이 직접 미터기로 측정하게 되면 신뢰하기 어렵다.위와 같은 오차요인으로 일당량에서 오차가 발생하였다.▶ 질 문1. 전기제품 중에서 일과 열의 관계로 작동 원리를 이해할 수 있는 것을 생각해 보자실험에서 전기를 이용하여 일을 가하는 것이지만 전기를 가한다는 자체가 열과 관계가 있다. 저항 R에 전압 V를 가하고 전류 I를 t초 동안 흘려주는 것은 일이다. 우리가 사용하고 있는 전자제품 대부분이 이처럼 저항선을 이용하여 열을 방출 시킨다. 주위에서 쉽게 볼 있는 전기 에너지를 열에너지로 전환 시켜주는 전열기 종류의 전기가전 제품들이다.그 예로는 전기장판, 다리미, 에어컨, 냉장고 등이 있다. 다리미와 전기장판은 전기에너지가 저항을 지날 때 생기는 열을 이용하는 제품이다. 그리고 냉장고 에어컨은 전기에너지로 모터를 돌려서 일을 한다. 그 일로 냉매를 압축시키면 냉매가 액화되면서 열을 방출하고 그 열은 냉장고 뒤와 에어컨은 건물 밖에서 식힌 후 다시 압축된 냉매를 냉장고 내부와 집안에서 팽창시키면 냉매가 기화되면서 주위의 열을 빼앗으므로 온도를 낮출 수 있다. 또한 석탄이나 석유등의 연료를 연소시켜서 물이나 기체를 가열하여 피스톤을 움직이거나 터빈을 돌려서 일을 하는 것 역시 열에너지를 이용하는 것이다.2. 열의 일당량을 측정할 수 있는 다른 방법으로는 어떠한 것들이 있을까?< 마이어의 방법 >추를 이용하여 추의 위치에너지를 회전력으로 전환하여 열량계 안에서 회전날개를 회전시킨다. 그러면 그 회전날개와 물과의 마찰로 열이 발생하여 높아진 온도 열과 일의 관계를 알아볼 수 있다. 그러나 이 실험은 추가 속도를 0에 가깝게 나춰서 천천히 떨어지게 해야 하는 등 오차가 많이 발생한다. 또한 마이어가 알아낸 방법으로는 기체의 온도 변화함에 있어서, 압력이 일정할 때가 부피가 일정할 때보다 더 많은 열이 필요함을 알았다. 그것은 기체가 팽창하면서 일을 하기 때문인데, 이를 이용하여서 기체가 한일을 측정하고 등압과 등 부피에서 같은 온도를 올리기 위해서 필요한 열의 차이를 이용하여서 알아낼 수도 있다.

자연과학| 2007.04.13| 5페이지| 2,000원| 조회(398)

실험, 실험결과, 열에너지, 물당, 일당

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[일반물리학실험]LAT를 이용한 등가속도 결과

1. 실험결과▶ 실험결과 1글라이더와 스크린의 질량 : m1 = 314g추걸이와 추의 질량 : m2 = 78g위 치(x좌표) (cm)위 치(y좌표) (cm)시간, t(s)t2(s2)-0.38700000.1940.0340.0011560.38800.0670.0044891.1630.1940.10.011.9380.1940.1340.0179562.90600.1670.0278893.8750.1940.2010.0404015.0380.1940.2340.0547566.39400.2670.0712898.13800.3010.0906019.68800.3340.11155611.43200.3670.13468913.3700.4010.16080115.6950.1940.4340.18835617.8260.1940.4680.21902420.3450.1940.5010.25100123.0580.1940.5340.28515625.7700.5680.32262428.87100.6010.36120131.77700.6340.40195635.0710.1940.6680.44622438.55900.7010.49140142.240.1940.7340.53875645.92200.7680.58982449.79700.8010.64160153.67200.8350.69722557.74100.8680.753424▶ 실험결과 2글라이더와 스크린의 질량 : m1 = 314g추걸이와 추의 질량 : m2 = 52g위 치(x좌표) (cm)위 치(y좌표) (cm)시간, t(s)t2(s2)0.1930.386000.1930.3860.0330.0010890.5790.3860.0670.0044891.1580.3860.10.011.7370.3860.1330.0176892.3160.3860.1670.0278893.0890.3860.20.044.0540.3860.2340.0547564.8260.3860.2670.0712895.5980.3860.30.096.7560.3860.3340.1115568.1080.3860.3670.1346899.4590.3860.40.1611.0030.3860.4340.18835612.3540.1930.4670.21808913.8990.3860.5010.25100115.6360.1930.5340.28515617.180.3860.5670.32148919.1110.3860.6010.36120121.0410.1930.6340.40195623.1640.1930.6670.44488925.2880.3860.7010.49140127.7970.3860.7340.53875630.1140.3860.7670.58828932.6230.3860.8010.64160135.1330.3860.8340.69555637.8350.3860.8680.753424▶ 실험결과 3글라이더와 스크린의 질량 : m1 = 214g추걸이와 추의 질량 : m2 = 78g위 치(x좌표) (cm)위 치(y좌표) (cm)시간, t(s)t2(s2)-0.183000000.0330.0010890.36600.0670.0044890.91600.10.011.83100.1330.0176893.11300.1670.0278894.39500.20.046.04300.2330.0542897.8740.1830.2670.07128910.07200.30.0912.26900.3340.11155615.01600.3670.13468917.94600.40.1621.05900.4340.18835624.17200.4670.21808928.0170.1830.50.2531.86300.5340.28515635.89100.5670.32148940.46900.6010.36120145.04700.6340.40195649.9910.1830.6670.44488954.93600.7010.49140160.24600.7340.53875665.55700.7670.58828971.41600.8010.64160176.9100.8340.69555682.4040.1830.8670.751689▶ 실험결과 4글라이더와 스크린의 질량 : m1 = 214g추걸이와 추의 질량 : m2 = 52g위 치(x좌표) (cm)위 치(y좌표) (cm)시간, t(s)t2(s2)0.5580.186001.1150.1860.0340.0011562.0440.1860.0670.0044892.9730.1860.10.014.0890.1860.1340.0179565.3890.1860.1670.0278897.0620.1860.20.048.7350.1860.2340.05475610.5930.1860.2670.07128912.8230.1860.30.0915.0530.1860.3340.11155617.28300.3670.13468920.0710.1860.4010.16080123.0440.1860.4340.18835626.0180.1860.4670.21808928.9910.1860.5010.25100132.5220.1860.5340.28515636.2390.1860.5670.32148939.95600.6010.36120144.0450.1860.6340.40195647.7610.1860.6670.44488952.22200.7010.49140156.4960.1860.7340.53875661.14200.7680.58982465.78800.8010.64160170.80600.8340.69555675.63800.8680.7534242. 결론 및 토의(1) 실험결과 분석중력 가속도를 구하기 위해 우선 글라이더의 가속도을 알아본다.( y좌표의 값은 무시한다. )글라이더의 가속도를 이용하여 중력가속도를 도출한다.중력가속도를 구한 뒤에 오차 값 또한 알아본다.▶ 실험결과 1※ 오차X 100 = 5.1(%)▶ 실험결과 2※ 오차X 100 = 2.3(%)▶ 실험결과 3※ 오차X 100 = 7.3(%)▶ 실험결과 4※ 오차X 100 = 11.0(%)▶ 질 문실험에서 구한 중력 가속도 값과 실제 값의 차이는 어디에서 비롯된 것인가?추의 무게에 따라 중력 가속도 측정값이 달라지는 이유는 무엇인가?⇒ 중력과 공기의 저항을 들 수 있다. 중력을 9.8m/s2이라는 수치로 계산을 하였는데 엄밀하게 애기하면 실험실의 환경에 의해서도 중력의 값은 달라질 수도 있다. 또한 실험실의 상태가 진공상태로 지원되지 않는다면 공기의 저항에 의한 오차는 불가피하다고 생각한다. 또한 실과 도르래의 접촉면에서 마찰력이 작용하였다. 그리고 추와 공기의 마찰력과 글라이더와 공기의 마찰력도 존재 하였다. 그리고 I-CA로 시간을 측정할 때 표에 나타나는 것과 같이 정확한 값이 측정되지 못하였다. 마지막으로 에어트랙과 글라이더 사이의 마찰력이 존재할 것이다. 추의 무게에 따라 받는 마찰력이나 공기의 저항도 달라지기 때문에 무게, 중력가속도에서도 오차가 발생할 것이다.▶ 토 의일상적인 조건인 실험실 내부에서 실험을 진행하였기 때문에 실험 전부터 정확한 값을 기대하기는 어려울 것이라고 생각하였다.오차의 요인으로는 첫 번째로 실험기기 운용의 미숙 및 이론적인 이해부족으로 말할 수 있는 전반적인 실험 미숙을 생각할 수 있다. 우선 I-CA라는 프로그램을 완전하게 이해하고 실행하는 데 미숙한 점이 있었다. 만약에 실험 전부터 완벽하게 프로그램을 익히고 있었다면 좀 더 정확한 자료를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 시간 역시 줄일 수 있을 것이다. 실험기기의 운용미숙은 실험 전에 익히기는 어려워도 이론적인 부분은 얼마든지 보완이 가능하다고 생각한다.실험적인 차원에서 오차의 원인을 재 검토해보면 여러 가지 요인과 그 요인에 대한 보완점을 생각할 수 있다.우선, 첫 번째로 추와 글라이더의 정확한 무게를 측정하지 못한 점이다. 이것은 아주 미세하지만 분명히 오차에 영향을 미치는 부분이다.두 번째로 도르레에 달려 있는 추가 조금씩 흔들리면서 실험에 영향을 주었다. 추의 떨림을 막을 수 있도록 일정시간의 간격을 유지하는 거나 테이프로 고정시키는 것도 좋은 방법이라고 생각한다.세 번재로 추와 실이 단단하게 연결이 되지 않아 가속도를 받는 도중에 빠져버리기도 하였다. 실이 빠지는 순간에 의도하지 않는 영향을 받을 것이다. 좀 더 단단하게 고정시킬 수 있는 방법이 필요하다.마지막으로 책상의 높이를 좀 더 높게 하고 길이를 좀 더 길게 하여 실험 중에 글라이더가 추의 무게를 확실히 다 받을 수 있도록 해야 한다.※ 참고문헌 : 일반물리학1(북스힐), 물리학 실험(성균관대학교)

자연과학| 2007.04.13| 7페이지| 2,000원| 조회(427)

중력, 실험, 실험결과, 가속도, 글라이더

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[기초회로실험]RLC회로의 과도응답 및 정상상태응답

12장. RLC회로의 과도응답 및 정상상태응답 [예비]1. 실험 목적RLC회로를 해석하여 2계 회로의 과도응답과 정상상태응답을 도출하고 이를 확인한다.2. 실험 준비물오실로스코프 1대, 함수발생기(정현파 발생) 1대, 저항 1kΩ, 인덕터 10[mH], 커패시터 0.01[uF]3. 기초 이론커패시터가 2개 들어있거나, 인덕터가 2개 들어있거나,또는 커패시터와 인덕터가 한개씩 들어있는 회로를 2계회로라 한다. 2계 회로는 회로 함수가 일반적으로 2계 미분방정식의 형태로 나타난다. 여러 가지의 가능한 2계 회로를 대표하여, 본 실험에서는 에 보인 RLC회로에 관해서 살펴보도록 한다.(a) RLC 직렬회로(b) RLC 병렬회로2 계 회 로1. 과도응답이다. 이들 네 가지 경우의 고유주파수를 좌표로 나타내면와 같게 된다. 이들 네 가지 경우들에 대한 순서는 a가 감소하는 방향(즉, 직렬회로에 대해서는 R이 감소하는 방향이고 병렬회로에 대해서는 G가 감소하는 방향)으로 매겨져 있음을 주목하라.A. 과감쇠(Over Damped) 응답(①)0 < w0 < α 인 경우에는 s1=-α±αd 의 두 개 실근을 가지며, 이 때의 과도응답은가 된다.단, k1과 k2는 커패시터와 인덕터의 초기치들에 의해서 결정되는 상수들이다.고유주파수의 변화B. 임계감쇠(critically Damped) 응답(②)0 < α = w0인 경우에는 s1=-α 의 실수 중근을 가지므로, 이 때의 과도응답은가 된다. 단 k와 k'는 상수이다.C. 저 감쇠(Under - Damped) 응답(③)0 < α < w0인 경우에는 고유주파수가 s1=-α±jwd, s2=-α-jwd 인 복소수 공액이 되며, 따라서 과도응답은가 된다. 단, k와 θ는 상수이다.D. 무손실(Lossess) 응답(④)0 = α < w0인 경우에는 고유주파수가 s1=jw0, s2=-jw0 인 순 허수 공액이 되며, 이때 과도응답은가 된다. 네 가지 과도응답들이 아래 그림과 같다.(a) 과감쇠①(b) 임계감쇠②(c) 저감쇠②(d) 무손실④과 도 응 답2. 정상상태응답회로함수에서 xs(t)를 정현파 Xscos(wt+φs)로 걸어줄 때 나타나는 정상상태응답을 살펴보자. 이 때 x(t)도 Xscos(wt+φs)의 꼴로 나타나므로, 폐이저 관계식으로 바꿔 쓰면즉,의 관계가 성립된다. 그러므로 정상상태의 응답 x(t)는가 된다.4. 실험진행 및 결과실 험 회 로 도(1) 그림 12-4회로를 구성하고 Vs에 구형파 발생기를 연결하고, 구형파 폭을 0.1ms로 둔다. R=1kΩ로 하고, L, C, R 양단에 걸리는 전압을 CRO로 관측하고 스케치한다. 필요한 경우에는 사각파의 폭을 다른 값으로 바꾼다.(2) VS를 정현파 신호발생기로 대체시키고, 주파수를 10KHZ로 둔다. R=1kΩ으로 하고, L, C, R 양단에 걸리는 전압을 CRO로 관측하고 스케치한다. 또, Vs와 c 양단의 전압을 CRO에 인가하여 리사주 파형을 관찰하고 스케치한다.

의/약학| 2006.11.09| 5페이지| 2,000원| 조회(882)

RLC, 정상상태, 과도응답, 응답

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