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RLC 직렬회로 예비보고서2025.11.181. 전달함수(Transfer Function) RLC 직렬회로에서 입력전압 대 저항에 전달되는 출력전압의 비를 나타내는 전달함수는 H(jω) = R / [R + j(ωL - 1/ωC)]로 표현된다. 페이저 해석을 이용하여 구한 전달함수의 진폭특성 |H(jω)|와 위상특성 ∠φ(ω)를 통해 회로의 주파수 응답 특성을 분석할 수 있다. 진폭특성은 최대값의 1/√2이 되는 지점까지를 통과대역으로 간주하며, 이를 통해 차단주파수와 대역폭을 결정한다. 2. 공진(Resonance) 특성 RLC 직렬회로의 공진은 임피던스가 최소가 되어 최대...2025.11.18
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미분·적분 회로 실험 예비보고서2025.11.181. 미분회로 RC 직렬회로에서 저항에 걸리는 전압을 이용하여 구성된다. 페이저법을 적용하면 전달함수 H(jω) = jωRC/(1+jωRC)로 표현되며, 시정수 τ=RC가 작을 때 출력전압은 입력전압의 미분 형태가 된다. 즉, Vr(t) = RC·dVG(t)/dt로 나타나며, 주파수가 낮아질수록 입력 신호의 변화율이 감소하여 출력 전압의 변화율도 감소한다. 2. 적분회로 RC 직렬회로에서 커패시터에 걸리는 전압을 이용하여 구성된다. 전달함수 H(jω) = 1/(1+jωRC)로 표현되며, 시정수 τ=RC가 클 때 출력전압은 입력전압의...2025.11.18
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인덕턴스와 RL 회로 실험 예비보고서2025.11.181. 인덕턴스(Inductance) 측정 인덕턴스는 헨리(Henry, H) 단위로 표시되며, 코일에 전류를 가하면 자속이 발생된다. 자속쇄교 λ=NΦ=Li 관계식으로 표현되며, 교류입력에서 유도성 리액턴스는 XL=ωL이다. 여기서 ω=2πf이고 f는 주파수이다. 실제 인덕터는 저항성분 R과 리액턴스 성분 ωL을 모두 가지고 있으며, LCR 계측기를 이용하여 측정할 수 있다. 2. RL 회로의 강제응답특성 저항 R과 인덕터 L로 구성된 RL 회로에 정현파 Vg(t)=Vmcosωt를 인가할 때, KVL을 적용하면 L(di/dt)+Ri=...2025.11.18
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정전용량과 RC 회로 실험 예비보고서2025.11.181. 정전용량(Capacitance) 측정 정전용량은 도체가 전하를 수용할 수 있는 능력으로, 단위는 패럿(Farad, F)이다. 축전기에 전압 V를 인가했을 때 전하 Q가 축전되면 정전용량 C=Q/V로 정의된다. 교류입력에서 용량성 리액턴스 Xc=1/(ωC)로 표현되며, ω는 각주파수(2πf)이다. 실험에서는 LCR 계측기를 이용하여 0.2μF와 0.1μF 커패시터를 측정하고, 교류전압계와 전류계로 측정한 Xc값과 이론값을 비교하여 약 5% 이내의 오차를 확인했다. 2. RC 회로의 강제응답 특성 저항 R과 커패시터 C로 구성된 ...2025.11.18
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RLC 직렬회로의 과도특성 분석 및 실험2025.11.181. RLC 직렬회로의 고유응답 RLC 직렬회로에서 무전원 상태일 때 커패시터의 초기 전압과 인덕터의 초기 전류에 의해 나타나는 응답을 고유응답이라 한다. 특성방정식의 판별식 D 값에 따라 과감쇄, 임계감쇄, 부족감쇄의 세 가지 응답특성을 가진다. 과감쇄는 D>0, 임계감쇄는 D=0, 부족감쇄는 D<0일 때 나타나며, 각각 다른 형태의 전류 응답 함수를 갖는다. 2. RLC 직렬회로의 강제응답 직류 인가전압이 있는 상태에서 충분한 시간이 경과한 후의 정상상태 응답을 강제응답이라 한다. 정상상태에서 커패시터는 개방되고 인덕터는 단락되...2025.11.18
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RC, RL 회로의 시정수 실험 분석2025.11.181. RC 회로의 시정수 RC 직렬회로에서 커패시터의 충방전 특성을 분석하는 실험이다. 시정수(τ = RC)는 출력이 최대값의 e⁻¹(약 37%)까지 감소하는 시간으로 정의된다. 고유응답은 무전원 상태에서 커패시터의 충전 전압에 의해 나타나는 응답이며, 강제응답은 직류전압 인가에 의해 나타나는 응답이다. 실험 결과 커패시터 값이 증가할수록 시정수가 길어져 충방전 시간이 증가함을 확인할 수 있다. 2. RL 회로의 시정수 RL 직렬회로에서 인덕터의 전류 변화 특성을 분석하는 실험이다. 시정수(τ = L/R)는 인덕터에 저장된 에너지의...2025.11.18
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오실로스코프 사용법 및 위상 측정 실험2025.11.181. 오실로스코프 동작원리 오실로스코프는 파형을 측정하는 장치로 CRO(Cathod-Ray Oscilloscope)라고 부른다. 전원공급부, 입력증폭부, CRT의 3개 부분으로 구성되며, CRT는 전자총, 수평·수직 편향관, 형광판으로 이루어진다. 전자총에서 방출된 고전압 저관성 전자빔은 수직·수평 편향계의 제어를 받아 형광판과 충돌하여 시간축 단위로 전압의 크기를 표시한다. 시간축 발생신호에 의한 수평편향과 수평입력신호에 의한 수평편향의 두 가지 동작형태가 있다. 2. 오실로스코프 조작법 화면조정부는 전원, 휘도, 초점, 수평선 ...2025.11.18
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휘트스톤 브리지에 의한 저항측정 실험2025.11.181. 휘트스톤 브리지 원리 휘트스톤 브리지는 4개의 저항 P, Q, R, X와 검류계 G, 전지 E로 구성된 회로입니다. 이 회로는 영위법을 이용하여 검류계에 전류가 흐르지 않는 평형상태를 활용합니다. 평형 조건에서 QR=PX의 관계식이 성립되며, 이를 통해 미지저항을 정확히 측정할 수 있습니다. 검류계의 내부임피던스가 측정에 영향을 미치지 않아 정밀 측정이 가능하며, 1Ω에서 수 MΩ 범위의 중저항 측정에 가장 널리 사용됩니다. 2. 측정오차 및 검류계 감도 휘트스톤 브리지에서 측정오차가 발생하면 불평형회로가 되어 검류계에 전류가...2025.11.18
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테브낭·노튼 정리 실험 예비보고서2025.11.181. 테브낭 정리(Thevenin's Theorem) 복잡한 회로망을 단순화하는 방법으로, 임의의 두 단자 a-b 외측에 대해 하나의 전원전압 V₀와 임피던스 Z₀의 직렬연결로 등가화할 수 있다. 등가전압은 단자를 개방했을 때 나타나는 전압이고, 등가임피던스는 회로 내 모든 전원을 제거했을 때 단자에서 본 임피던스이다. 이를 통해 특정 가지의 전류와 전압을 쉽게 계산할 수 있으며, 키르히호프 법칙 적용 시 복잡한 연립방정식을 풀 필요가 없다. 2. 노튼 정리(Norton's Theorem) 테브낭 정리와 쌍대적 관계에 있는 회로 단...2025.11.18
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중첩의 원리 기초 전기 실험 예비보고서2025.11.181. 중첩의 원리(Principle of Superposition) 중첩의 원리는 선형미분방정식으로 표현되는 모든 물리계에 성립하며, 특히 전기회로망에서 다수의 전원을 포함하는 선형회로망에 있어서 임의의 점의 전류 및 전압은 개개의 전원이 독단적으로 작용할 때의 전류 및 전압을 합한 것과 같다. 전원을 독단적으로 작용시킨다는 것은 다른 전압원은 단락하고 전류원은 개방하는 것을 의미한다. 선형회로망에만 기초하므로 DC 회로뿐만 아니라 AC 회로에도 적용 가능하며, AC 회로에서는 주파수가 동일해야 한다. 2. 전압원과 전류원 중첩의 ...2025.11.18
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