리액턴스 회로의 주파수 응답 테스트 (이론)

리액턴스 회로의 주파수 응답 TEST 실험 이론

 

1. RL 회로에서의 임피던스, 주파수, 전류

 

▶ RL 회로에서의 임피던스 Z 는 유도성 리액턴스 XL 값에 의해 변화한다. Z를 구하는 공식은 아래와 같다.

    공식을 보았을때 Z 는 XL 값과 저항값에 비례하게 변화한다는 것을 알 수 있다.

 

▶  유도성 리액턴스 XL = 2 π f L 이다. 이를 보면 XL 은 주파수에 따라 값이 증감한다.
     그러므로 Z 의 증감도 주파수의 증감에 따른다는 것을 알 수 있다.( F↑→ Z↑, F↓→ Z↓)

 

▶  전류 I = V/Z 이다. I 는 Z에 반비례하며 Z는 RL 회로에서 주파수에 비례하므로 전류 I 는 주파수 F 에 
     역비례한다는 것을 알 수 있다.
    ∴ F ∝ Z , I ∝ 1/F

 

2. RC 회로에서의 임피던스, 주파수, 전류

 

▶   RC 회로에서의 임피던스 Z 는 유도성 리액턴스 XC 값에 의해 변화한다. Z를 구하는 공식은 아래와 같다.

    공식을 보았을때 Z 는 XC 값과 저항값에 비례하게 변화한다는 것을 알 수 있다.

▶   용량성 리액턴스 XC = 1 / 2 π f C 이다. 이를 보면 XC 는 주파수에 따라 반비례하게 증감한다..
       그러므로 Z 의 증감도 주파수의 증감에 따라 반비례하게 변화한다.

▶   전류 I = V/Z 이다. I 는 Z에 반비례하며 Z 도 RC 회로에서 주파수에 반비례하므로 전류 I 는 주파수 F 에 
      비례한다는 것을 알 수 있다.
      ∴ F ∝ 1/Z , I ∝ F

 

3. RC, RL 회로에서의 주파수 응답

 

▷ R-C,R-L 로 각각 구성된 회로에서 주파수 응답에 대해 이해하기 위해 하기 회로를 만능기판에 구현하여 L 과 C 가 주파수에 따른 임피던스와 전류에 어떠한 영향을 미치는지 알아볼 것이다.

▷  L 과 C는 저항과 직렬로 연결하고 전원은 교류전원으로 공급할 것이다.

▷  실험을 통해 RL 회로는 주파수와 전류는 역 비례 한다는 것과 RC 회로는 주파수와 전류가 비례한다는 것을 증명한다.

※ 이때, 교류전압은 1kHz -> 10kHz 까지 1kHz 의 간격으로 조정하며 차이를 확인한다.

※  Vp-p 전압은 주파수에 상관없이 일정하여야 한다.

 

4. 리액턴스회로의 주파수 응답 이해

 

▷ 각 리액턴스 회로에서 Inductor 와 cap의 주파수와 전류 관계는 서로 반대의 성질을 가지고 있다.
▷ Inductor 와 cap 의 각 리액턴스를 구하는 공식으로 인해 반대의 성질을 나타내는 것이다.
▷ 리액턴스 회로를 이해하며 실험을 하면서 아래의 결론을 도출할 수 있다.
▷ R-L 회로는 F 가 증가하면 I 는 감소하고, F가 감소하면 I 는 증가한다.
▷ R-C 회로는 F 가 증가하면 I 도 증가하고, F 가 감소하면 I 도 감소한다.

 

 

실험 목적

 

◆ RL회로에서 주파수의 변화가 전류와 임피던스에 미치는 영향을 측정을 통해 확인해 본다.
◆ RC회로에서 주파수의 변화가 전류와 임피던스에 미치는 영향을 측정을 통해 확인해 본다.

 

 

Measuring  Equipment

① Function Generator : PROTEK GD-0005N

② Digital Multimeter : PROTEK 4000

③ Oscilliscope : TEKTRONIX TDS2012B

④ BNC-악어클립 3EA & 테스터기 리드선 1EA

⑤ 일반 저항( 3.3k ohm) : 2EA,  Inductor (100mH) : 1EA, Capacitor (0.1uF) : 1EA

⑥ 만능기판 , 리드선