소개글
"기초전자실험 PSpice RLC회로 공진분석"에 대한 내용입니다.
목차
1. RLC 회로의 공진 특성
1.1. RLC 직렬회로
1.1.1. 회로 구성과 특성
1.1.2. 공진 주파수
1.1.3. 공진 특성
1.2. RLC 병렬회로
1.2.1. 회로 구성과 특성
1.2.2. 공진 주파수
1.2.3. 공진 특성
2. RLC 회로의 응용
2.1. 대역통과 필터
2.2. 주파수 선택 회로
3. 참고 문헌
본문내용
1. RLC 회로의 공진 특성
1.1. RLC 직렬회로
1.1.1. 회로 구성과 특성
RLC 직렬회로의 회로 구성과 특성은 다음과 같다.
RLC 직렬회로는 저항(R), 인덕터(L), 커패시터(C)가 직렬로 연결된 회로이다. 이 회로의 임피던스 Z는 저항 R과 리액턴스 X의 벡터 합으로 표현된다. 리액턴스 X는 유도성 리액턴스 XL과 용량성 리액턴스 XC의 차이로 나타낼 수 있다. 따라서 임피던스 Z는 Z = R + j(XL - XC)로 표현된다.
임피던스의 크기는 √(R^2 + (XL - XC)^2)로 계산할 수 있다. 주파수에 따른 XL과 XC의 변화로 인해 임피던스의 크기와 위상각이 달라진다.
XL은 주파수에 비례하고 XC는 주파수에 반비례하므로, 특정 주파수에서 XL과 XC가 같아지는 점이 존재한다. 이 때 X가 0이 되어 임피던스가 R로 최소가 되는데, 이를 공진 주파수라 한다. 공진 주파수에서는 전류가 최대가 되고 저항 R에 걸리는 전압이 최대가 되며, 인덕터와 커패시터에 걸리는 전압은 서로 같고 역상이 된다.
따라서 RLC 직렬회로의 구성과 특성은 R, L, C 소자의 특성으로 인해 주파수에 따라 임피던스와 전압, 전류의 변화가 나타나며, 특히 공진 주파수에서 회로 특성이 두드러지게 나타난다고 할 수 있다.
1.1.2. 공진 주파수
RLC 직렬회로의 공진 주파수는 다음과 같이 계산할 수 있다.
X_L = wL = 2πfL이고, X_C = 1/wC = 1/(2πfC)이다. 공진 시에는 X_L = X_C이므로 다음과 같은 식이 성립한다.
2πfr L = 1/(2πfr C)
f_r = 1/(2π√(LC))
이때 f_r은 RLC 직렬회로의 공진 주파수를 나타낸다. 즉, 공진 주파수는 인덕턴스 L과 캐패시턴스 C의 제곱근에 반비례한다.
공진 주파수에서는 리액턴스 성분들이 상쇄되어 회로의 임피던스가 저항 R만 남게 된다. 따라서 전류가 최대가 되고, 전압 V_R이 최대가 되며, V_L과 V_C는 서로 반대 위상을 갖게 된다.
공진 주파수에서의 이...
참고 자료
홍순관, 기초전자실험 with PSpice, 한빛아카데미, 2016
Ch.19 RLC 공진회로 실험자료, 기초전자회로실험
두산백과, 공진회로, 두산백과 두피디아, 두산백과
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