A+받은 RLC 공진 회로의 특성실험 예비보고서 PSPICE

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 기본이론
3. 실험 장비
4. 실험 방법
5. 예상 결과
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
저항, 인덕터, 커패시터를 이용한 직렬 및 병렬 공진 회로를 각각 구현하여 공진회로의 주파수 특성을측정 분석한다. 이를 통해 공진 개념과 시스템의 주파수 개념을 파악한다.
2. 실험 이론
(1) RLC 직렬 공진 회로
RLC로 구성된 회로에 교류 전압을 가할 때 전압과 전류가 동일한 위상을 갖는 경우를 공진(resonance)이라 하고, 이때 가해진 교류 전압의 주파수를 공진 주파수(resonance frequency)라 한다.
전압과 전류가 동일한 위상을 가지려면 회로의 전체 합성 임피던스가 순수 저항 성분만 가지고 있어야 한다. 즉, 합성 임피던스 혹은 합성 어드미턴스는 페이저도 상에서 실수축(저항 성분)과 나란할 것이다.
따라서 공진 회로의 리액턴스 성분이 0이 되므로 인덕터 혹은 커패시터 소자의 무효전력이 0이 될 것이고, 순수 저항 성분에서 소비되는 유효 전력만 존재하게 되므로 역률  는 1이 된다.
그림 1 직렬 공진 회로 위의 그림 1과 같이 R, L, C 소자가 직렬로 연결된 회로를 직렬 공진 회로라고 한다. 이 회로의 임피던스는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
        
이때 회로가 공진하기 위해서는 임피던스의 허수 부분이 0이 되어야 한다. 따라서 다음과 같은 식을 만족해야 한다.
    
이를 공진 각 주파수를  으로 정의하고 이에 대해 정리하면 다음과 같다.
       
각 주파수   이므로, 공진 주파수  는 다음과 같이 정의할 수 있다.
     
그림 2 주파수 특성
그림 1과 같은 직렬 공진 회로에서 리액턴스  의 주파수에 따른 값을 살펴보면 그림 2와 같다. 이하의 주파수에서는 용량성이 되고, 이상에서는 유도성이 된다. 즉, 직렬 공진 회로의 전압과 전류의 위상관계는  를 분기로 삼아  이하에서는 커패시터의 특성을 따라 전류의 위상이 전압의 위상보다 앞서게 되고,  이상에서는 전류의 위상이 전압의 위상보다 뒤처지게 된다.

참고자료

· 전기전자기초실험 / 대한전자공학회