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[자연과학][전기전자실험] RLC 공진회로

등록일 : 2013-03-25
갱신일 : 2013-03-25


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[자연과학][전기전자실험] RLC 공진회로
실험 3 RLC 공진회로
요약 - RLC직렬 회로에서 저항값변화에 따른 커패시터전압의 변화를 예상하고 실험으로 확인한다. 또한 damping ratio에 따른 다양한 출력파형에 대해 실험으로 분석해본다. 또한 주파수에 따른 출력변화를 예상하고 실험으로 확인한다.

Ⅰ. 실험의 필요성 및 배경
RLC 직렬회로에서 각각소자의 임피던스에 따른 출력파형을 예측할 수 있는 능력을 기르고 주파수 변화에 따른 filter특성을 확인한다.

Ⅱ. 실험에 필요한 이론
A. RLC회로 과도응답 [1]
그림1. 이론A. RLC회로 과도응답
Kirchhoff의 전압법칙을 적용하면
(, )다.
,
이므로
다.

,
이다
, 라 하면
다.
이때 : undamped natural frequency
: damping ratio를 나타낸다.
에서 근의공식을 사용하면
이 된다.
값에 따라 가 실수와 복소수로 나뉘는 것을 알 수 있는데 는 커패시터전압의 극점을 나타내므로...


실험 3 RLC 공진회로






요약 - RLC직렬 회로에서 저항값변화에 따른 커패시터전압의 변화를 예상하고 실험으로 확인한다. 또한 damping ratio에 따른 다양한 출력파형에 대해 실험으로 분석해본다. 또한 주파수에 따른 출력변화를 예상하고 실험으로 확인한다.

Ⅰ. 실험의 필요성 및 배경
RLC 직렬회로에서 각각소자의 임피던스에 따른 출력파형을 예측할 수 있는 능력을 기르고 주파수 변화에 따른 filter특성을 확인한다.

Ⅱ. 실험에 필요한 이론
A. RLC회로 과도응답 [1]


그림1. 이론A. RLC회로 과도응답

Kirchhoff의 전압법칙을 적용하면
(, )다.
,
이므로
다.

,
이다
, 라 하면
다.
이때 : undamped natural frequency
: damping ratio를 나타낸다.
에서 근의공식을 사용하면
이 된다.
값에 따라 가 실수와 복소수로 나뉘는 것을 알 수 있는데 는 커패시터전압의 극점을 나타내므로 커패시터전압의 모양이 결정된다.
1) 0<<1(underdamped)
의 값이 복소수가 되므로 아래와 같은 파형이 된다.


그림2. underdamped

2) =1(critically damped)
의 값이 중근을 가지게 되므로 아래와 같은 파형이 된다.


그림3. critically damped

3) >1(overdamped)
의 값이 서로다른 실수가 되므로 아래와 같은 파형이 된다.


그림4. overdamped


B. RLC 회로의 임피던스 [2]
직렬 RLC 회로의 경우에는 인덕터와 커패시터의 값에 따라서 주파수와의 관계가 정해집니다. 즉 인덕터가 커패시터보다 값이 크면 인덕터의 특성을 가지게 되고 커패시터가 더 크면 커패시터의 특성을 가지게 됩니다. 만약 이 둘의 리액턴스 크기가 같을 경우에는 합성 리액턴스가 0이 되어 저항만 남게 됩니다. 즉 임피던스의 최소값인 경우에 해당됩니다. 이런…(생략)
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