경북대학껓 기초전기전자실험 RLC회로 실험보고서 [기계공학붿�]

1. 실험 목적
(1) R-L-C 직렬 회로의 임피던스(Z), 리액턴스(X), 위상각(θ)을 이해한다.
(2) R-L-C 직렬 공진회로왿� 공진 특성을 이해한다.
(3) R-L-C 병렬 회로의 어드미턴스(Y), 리액턴스(X), 위상각(θ)을 이해한다.
(4) R-L-C 병렬 공진회로왿� 공진 특성을 이해한다.

2. 배경 이론

1) R-L-C 직렬 회로

그림 1과 같이 저항 R[Ω], 인덕턴스 L[H], 캐패시턴스 C[F]가 직렬로 접속된 회로에 각 주파수 ω[rad/s]에 V[V]의 정현파 교류 전압을 인가했을 때 R, L, C에 흐르는 전류를 I ̇라 하고, R, C 양단의 전압을 각각 (V_R ) ̇, (V_L ) ̇, (V_C ) ̇이라고 하면 다음의 관계가 성립한다.
V=(V_R ) ̇+(V_L ) ̇+(V_C ) ̇ (*V_R=IR,V_L=jωLI,V_C=j 1/ωC I)
=RI ̇+jωLI ̇-j 1/ωC I ̇
=[R+j(ωL-1/ωC)] I ̇=[R+j(X_L-X_C )]I ̇
=Z ̇I ̇

<중 략>

3) 임피던스 (impedance, 온저항)

회로에서 전압이 가해졌을 때 전류의 흐름을 방해하는 값이다. 임피던스의 값은 교류 회로의 전압과 전류의 비로 나타낼 수 있으며, 일반적으로 교류 전압의 진동수에 의존한다. 교류 회로에서 임피던스는 저항 개념의 확장인데, 크기 값만 갖는 저항과 달리, 크기왿� 위상의 값을 갖는다. 직류 회로에서는 임피던스왿� 저항이 같은데, 이는 임피던스의 위상각이 0이라 생각하면 된다. 전기회로망에서 교류 회로를 분석할 때 임피던스가 자주 사용되는데, 임피던스를 이용하면 삼각함수의 형태를 갖는 전압과 전류의 관계를 직선으로 나타낼 수 있기 때문이다.
임피던스는 복소수로 표시되며, 국제 단위계에서 단위는 옴[Ω]이다. 임피던스의 기호는 보통 Z로 나타내며, 크기왿� 위상각을 함께 나타낼 때에는 |Z|∠θ의 형태로 나타낼 수 있다.