실험 15 RC RL 미적분 회로

목차

1. 목적

2. 이론
(1) 커패시터의 전류, 전압 특성
(2) 인덕터의 전류, 전압 특성
(3) 미분 회로
(4) 적분 회로

3. 사용 계기 및 부품

4. 실험방법

5. 실험결과 및 검토

본문내용

1. 목적
R 및 C 소자를 이용하여 미분 회로를 구현하여 이를 측정함으로써 전기 회로 측면에서의 미분 개념과 적분 개념을 파악한다. 또한 R과 L을 이용하여 동일한 결과를 도출하는 방법을 확인하여 L과 C의 역할을 이해한다.
- RC 미분 회로 및 적분 회로
- RL 미분 회로 및 적분 회로

2. 이론
(1) 커패시터의 전류, 전압 특성
커패시터는 두 도체판 사이에 유전체를 놓은 것으로 이것에 전류를 가하게 되면 양 도체판에 전하를 축적시키는 역할을 하게 됩니다. 일단 전류가 흐르면 커패시터에 충전이 완전히 될 때까지는 어느 정도의 시간이 걸린다. 충전의 속도는 VC(t) = Vdc(1-e-t/τ)와 같이 지수 함수적으로 증가하게 된다. 여기서 τ는 시상수로서 커패시터와 저항을 곱한 것과 같다. 이렇게 해서 시간이 지나면 충전이 끝나서 이제 일정한 전압 수치를 유지하게 되고 전압이 가해져도 더 이상의 변화가 없다. 그러다가 전압의 공급이 중단되면 서서히 방전되기 시작한다. 이 때 방전되는 속도도 역시 VC(t) = Vdc(1-e-t/τ)와 같이 지수 함수적으로 감소한다.
이제 옴의 법칙을 이용하면 ic(t) = Vdc/R ․ e-t/τ 의 식으로 표현할 수 있는데, 방전될 때는 (-)부호의 값을 가지게 된다.
→ 결국 이것으로부터 커패시터의 전류는 양단의 전압을 미분한 것과 같다는 것을 알 수 있다.

(2) 인덕터의 전류, 전압 특성
인덕터는 철심에 절연된 도체를 나선형으로 감은 형태로 되어 있고 커패시터와는 반대적인 특성을 가지고 있다. 즉 전류와 전압과의 관계가 반대이다. 인덕터에 전류가 흐르게 되면 전류 크기의 변화로 인해 유기전압이 생기는데, 이렇게 전류로 인해 생기는 유기전압은 시간의 변화율에 비례하므로 VL(t) = LdiL(t)/dt 의 식과 같이 전류를 미분하여 구할 수 있다. 인덕터 역시 전압이 인가되면 증가속도는 VL(t) = Vdce-t/τ 와 같이 지수 함수적으로 증가하고 전압 공급이 중단되면 VL(t) = -Vdce-t/τ 와 같이 지수 함수적으로 감소한다. 감소할 때와 증가할 때의 함수는 같지만 부호가 다른 것을 확인할 수 있다.

참고 자료

없음