아주대학교 기초전기실험/기전실/ 실험 AC 5 6 7 8 결과보고서

목차

1. 실험결과
2. 고찰
3. 참고문헌

본문내용

본 실험은 리액턴스와 임피던스의 성질과 이로 인한 회로 환경의 변화를 확인하는 것을 목적으로 한다. 먼저 AC 5 실험에서는 R,L이 직렬로 연결된 회로의 임피던스에 대해 주파수의 변화에 따른 효과를 알아보고, 주파수가 변함에 따라 직렬로 연결된 회로에서 전류와 전압의 변화를 확인했다. 그 결과 주파수를 증가시킬수록 인덕터에 걸리는 전압은 증가하고 저항에 걸리는 전압은 줄어들었는데 이는 인덕터의 리액턴스가 주파수에 비례하기 때문이다. 주파수가 증가할수록 인덕터의 리액턴스 값도 증가한 것이다. 또 (p-p) 전압이 일정하기에 인덕터와 저항의 전압의 합이 KVL에 따라 일정하게 고정된다. 따라서 주파수가 증가할 때 인덕터의 전압이 증가하므로 저항에 걸리는 전압은 역으로 감소함을 알 수 있다. 측정값을 이용해 그래프를 그려본 결과에는 나와있지 않지만, 실험 설계를 조금 바꾼다면 인덕터에 걸리는 전압과 저항에 걸리는 전압이 같은 지점이 나올 것이다. 이는 인덕터의 리액턴스와 저항의 임피던스의 크기가 같다는 것이고 이때의 위상각은 45도가 됨을 이론적으로 예상할 수 있다.
또, 궤를 같이하여 작은 주파수에서는 회로에 흐르는 전류가 크고 높은 주파수에서는 회로에 전류가 적게 흐르는 것을 확인했다. AC 6 실험에서는 일정 전압을 가한뒤 주파수를 바꾸면서 커패시터에 걸리는 전압의 변화와 저항에 걸리는 전압의 변화를 확인했다. 그 결과 주파수를 증가시킬수록 커패시터에 걸리는 전압은 줄어들고 저항에 걸리는 전압은 증가했다. 이는 커패시터의 리액턴스가 주파수에 반비례하는 성질에 의한 것이다. 주파수가 증가할수록 커패시터의 리액턴스 값은 감소한다. 또 가해준 전압이 일정하기 때문에 커패시터와 저항의 전압의 합은 일정하게 유지된다. 즉, 주파수가 증가할 때 커패시터의 전압이 감소 하므로 전압분배 법칙에 의해 저항에 걸리는 전압이 증가한다.

참고 자료

방성완, 『처음 만나는 회로이론』, 제1판, 2016, p 154-207, 198-228
김종오 외 3인 공저, 『알기쉬운 회로이론』, 제12판, 2019, p 95-103, 148-152