직렬 RLC회로의 주파수응답과 공진주파수

목차

1.기초이론
1)직렬 RLC 회로의 공진주파수
2)직렬 공진회로의 특성

2.실험 준비물

3.실험 예상 결과

본문내용

1. 직렬 RLC 회로의 공진주파수
그림 52-1 회로에서 전압 는 주파수와 진폭이 조정 가능한 교류신호이다. 일정한 주파수 와 출력 에서 전류는 이며 는 회로의 임피던스이다. 각 소자 , , 의 전압강하는 , , 이다. 출력을 일정하게 유지하고 신호발생기의 주파수를 변화시키면 전류와 , , 의 전압강하는 , , 이다. 출력을 일정하게 유지하고 신호발생기의 주파수를 변화시키면 전류와 , , 에서의 전압강하가 변화한다. 다음과 같은 조건의 주파수를 공진주파수 이라 한다. 여기서 의 단위는 Hz, 의 단위는 H이며 의 단위는 F이다.
식 52-5를 이용하여 직렬 RLC회로의 공진주파수를 구할 수 있다. 즉, 과 를 알고 있다면 식 52-5에서 공진주파수를 구할 수 있다.

2. 직렬 공진회로의 특성
전술한 실험에서 알 수 있듯이 직렬 RLC 회로의 특성은 다음과 같다.
(1) 리액턴스 성분에서 발생하는 전압강하는 리액턴스 성분와 전류 의 곱이다.
(2) 회로의 총리액턴스는 와 의 차이다.
(3) 직렬 RLC회로의 임피던스는이다.
(4) 일 때 회로의 임피던스가 최소이며, 이때 전류는 최대가 된다.
일 때 회로는 공진상태라고 한다. 공진상태에서 직렬 RLC회로의 임피던스는 최소이며, 전류는 최대이다. 전술한 실험에서 이미 언급한 바와 같이 이며 에서 이고 이다. 그러므로 최소 임피던스 이며, 전류는 다음과 같이 최대이다. 공진시 전류는 저항에 의해서만 영향을 받으므로 회로는 저항성이다. 보다 큰 주파수에서 은 보다 크며 회로는 유도성이 된다. 보다 작은 주파수에서 은 보다 작으며 회로는 용량성이 된다.
공진시 에 걸리는 전압 와 에 걸리는 전압 은 최대이며 같은 값이다. 이론적으로 공진시 이면 전쥬는 무한대로 증가하며 과 도 무한대로 커진다. 그러나 실제 은 내부저항 을 포함하므로 이와 같은 상황은 발생하지 않는다.

3. 직렬 공진회로의 주파수응답
직렬 RLC회로의 주파수응답은 공진주파수 근처의 주파수와 진폭이 일정한 전압을 인가함으로써 실험적으로 구할 수 있다. 과 에 걸린 전압을 측정하고 주파수와 그리고 의 관계를 그래프로 그리면 주파수 응답곡선을 얻을 수 있다.

참고 자료

없음