미세복소임피던스측정

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물리학 실험 A+ 보고서

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본문내용

미세 복소 임피던스측정
1. 실험 목적
임피던스의 허수부를 리액턴스라고 한다. 코일의 복소 임피던스, 즉 리액턴스를 주파수에 따라 측정하는 것이 본 실험의 목적이다. 이 때 복소 임피던스 값이 매우 작아 측정하기 힘들기 때문에 미세 전압 신호를 증폭시켜주는 Lock-in Amplifier를 이용한다.
2. 측정
1) 코일에서 측정된 복소임피던스의 값을 주파수의 함수로 구해본다.
2) 저항을 변화시켰을 때 복소 임피던스 값의 변화를 관찰한다.
3) 페라이트의 영향을 관측하여 투자율을 구해본다.
4) Lock-in Amplifier의 원리를 알아본다.

중략-

측정 과정이 다소 정밀하지 않아 오차가 많이 발생했지만, 전체적으로 Ferrite가 삽입되면 리액턴스가 증가한다는 경향성은 알아볼 수 있었다.
8. Supplement
- RL circuit
Fig. RL 폐회로의 전압강하에 대한 등식을 세워보면 변수분리로 풀 수 있는 형태의 미분방정식을 얻을 수 있다.
이 경우의 solution을 구하여 complex impedance를 구하면,
,
를 위의 미분방정식에 대입하여 를 구해보면
,
as ,
이 된다.

참고 자료

[1] 미세 복소 임피던스 측정.hwp
[2] Edward M. Purcell, Electricity and Magnetism, 2nd. ed. McGraw-Hill
[3] lock-in amp: http://msong.chonbuk.ac.kr/class/2001fall/lock-in-amp.ppt.
[4] Wikipedia. Lock-in Amplifier. http://en.wikipedia.org/wiki/Lock_in_amplifier
[5] Wikipedia. Orthogonality. http://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonality
[6] Wikipedia. Reactance. http://en.wikipedia.org/wiki/Reactance
[7] Wikipedia. Function Generator. http://en.wikipedia.org/wiki/Function_generator