임피던스(Impedance) 측정 일반물리 B실험실 일반물리실험 (General Physics Experiment)
저항, 유도코일, 축전기가 직렬로 연결된 교류회로에서 주파수에 따른 회로의 임피던스를 측정한다 실험 목적 저항, 유도코일, 축전기가 직렬로 연결된 교류회로에서 주파수에 따른 회로의 임피던스를 측정한다 일반물리실험 (General Physics Experiment)
실험 기구 주파수 발생기(FG-8002), 오실로스코프(TDS1002), R-L-C 전류 회로(SG-6120), 멀티테스터(2개), 동축케이블(2개), 전선(4개), 저항, 유도코일, 축전기 일반물리실험 (General Physics Experiment)
실험 이론 + - 직류전원 VS 교류전원 직류전압 V 전압실효치 Vrms t t DC 1.5 V AC 220 V , 60 Hz
실험 이론 교류전원을 공급하는 R-L-C 직렬 회로 IR IL IC R XC XL I V I : 교류 전류 저항에 걸리는 전압 Z : 임피던스 ( ≈ 교류 저항 ) R : 저항 XL : 유도 리액턴스 XC : 용량 리액턴스 저항에 걸리는 전압 유도코일에 걸리는 전압 축전기에 걸리는 전압 전체에 걸리는 전압 유도 리액턴스 XL XL = 2π × 진동수 × 인덕턴스 용량 리액턴스 XC
실험 이론 회전벡터 : 각 소자에서 교류 신호의 위상관계에 대한 벡터 해석 임피던스 Z : 교류회로의 저항 (단위: W) IL IR IC R XC XL I V ※ 교류 회로에서 임피던스 계산은 직류 회로의 저항 계산과 같지 않다. 회전벡터 : 각 소자에서 교류 신호의 위상관계에 대한 벡터 해석 임피던스 Z : 교류회로의 저항 (단위: W)
실험 기구 주파수 발생기 : 교류 전원 장치 → 교류전원은 전압값이 시간에 따라 주기적으로 변한다. 진폭조절 파형 선택 진동수 조절 케이블 연결 진동수 범위 선택 일반물리실험 (General Physics Experiment)
실험 기구 오실로스코프 전원 Auto Run → 교류전원에서 만들어지는 교류파의 파형, 최대값, 실효치, 진동수 확인 Run/stop 최대값, 실효치, 진동수 케이블 연결
실험 방법 일반물리실험 (General Physics Experiment)
실험 요약 1. R-L-C 회로보드에 저항, 유도코일, 축전기를 연결 하고, 첨두치 20 V인 교류 전원을 공급한다. 일반물리실험 (General Physics Experiment)
실험 요약 2. 전류계로 전류실효치를 측정하고, 각 소자에 의한 전위차를 측정한다. 3. 각 소자와 교류전원의 주파수를 바꿔서 실험을 반복한다. 4. 측정된 임피던스와 주어진 값으로 계산된 임피던스를 비교한다. 일반물리실험 (General Physics Experiment)
실험 주의사항 회로에 너무 높은 전류가 흐르면 유도코일이 탈 우려가 있다. 실험에 필요한 주파수 발생기와 오실로스코프의 스위치를 제외하고 나머지는 Off 시킨다. 전압을 측정 시 멀티테스터의 높은 전압범위부터 측정을 시작한다. 회로를 다 구성한 후에 주파수 발생기와 오실로스코프의 전원을 켠다. 일반물리실험 (General Physics Experiment)