기초전기전자공학실험 LAB21 위상 변환 회로

소개글

기초회로실험 A+보고서입니다.

기초전기전자공학실험 교재에 해당하는 이론 설명, 각 단원마다 교재에 나와 있는 문제를 P-SPICE TOOL로 시뮬레이션한 결과값, 실험절차를 작성해놓은 보고서 입니다. 예비보고서 뿐만 아니라 결과보고서 작성하실 때도 많은 도움이 될 거라 확신합니다^^

목차

1. 실험 목적 및 관련 이론
2. P-SPICE 시뮬레이션 결과
3. 실험 방법 및 절차
4. 참고 자료
5. 특이 사항

본문내용

1. 실험 목적 및 관련 이론

[실험 목적]
1) 가변 저항 R과 고정 커패시터 C가 직렬로 연결된 회로의 위상각 변화를 측정한다.
2) 브리지 회로에서 위상 편이 범위를 측정한다.

[이론]
1) 직렬 RC 위상 편이 회로

저항 R의 값이 변함에 따라 VC의 위상은 에 대해 변하게 된다. 아래 그림은 RC 위상 편이 회로에 대한 위상 관계를 나타낸 것이다. 인가 전압()은 기준 위상각(선분 ON)이다. 이 회로는 커패시티브 회로이므로 전류 I 인가 전압보다 어떤 각 보다 앞선다. C 양단의 전압은 I보다 90도 뒤쳐진다. 아래 그림을 통해 다음과 같은 식을 얻을 수 있다.

여기서 각 는 C양단의 전압 VC가 인가 전압 Vi보다 뒤지는 각이다. 만일 R값이 XC보다 크면 VR>VC가 성립한다. 따라서 가 1보다 크고 가 1보다 크다면 이다. R값이 증가하면 도 증가한다. 만일 라면 R값이 이론상 무한대여야 한다. 반대로 R=0일 때 이 된다. 종합하면 회로에 저항이 없을 때 C 양단의 전압은 동위상이 된다는 것을 의미한다. 오른쪽 그림 RC 회로에서 위상 편이 최대 범위는 에서 미만이다.

2) 브리지 회로의 위상 편이
브리지 유형의 위상 편이 회로는 180까지 편이한다. 점 A와 C 양단에 Vi을 인가하고 전원의 중간점을 점 D라 하면 VAD는 과 같다.

출력 전압 Vo는 점 D와 B양단 으로부터 얻는다. R을 최대치에서 0으로 변화시키면 Vo의 위상각 는 에서 까지 변화한다. 각 는 Vi보다 앞서는 각이다.

왼쪽 그림은 회로에 대한 위상 편이 특성을 나타냈다. 기준 위상각은 인가 전압 Vi이다. 인가 전압 Vi의 중간 탭은 점 D로 표시했다. 커패시티브 회로에서 전류는 전압보다 앞서기 때문에, 전류 위상각 I는 각 만큼 Vi을 앞선다. R 양단의 전압 전류와 동위상이므로 전류 위상각 와 같은 선분 AB상의 위상각 VR로 나타내었다.

참고 자료

기초전기전자공학실험, 대한전자공학회, 교학사, 1999, p. 301 ~ 311