RC회로의 시정수 측정회로 및 방법설계 결과보고서 (보고서 점수 만점/A+)

목차

1. 서론

2. 설계실습 결과
1) 출력전압이 5 V가 되도록 DC Power Supply를 정확히 조정한 후 (+)단자에만 22 MΩ 저항을 연결하고 DMM으로 22 MΩ 나머지 단자와 DC Power Supply의 (-)단자 사이의 전 압을 측정하라. 그 결과를 이용하여 DMM의 내부저항을 계산하여 제출하라. DMM의 내부 저항의 크기가 이 정도라면 실제로 DMM을 사용하여 전압을 측정할 경우 무엇을 조심해야 하는가?
2) DMM의 내부저항과 2.2 μF의 커패시터를 이용하여 RC time constant를 측정하고자 한다. 시계를 이용하여 충전시간을 측정하거나 방전시간을 측정하는 방법으로 RC time constant를 측정하여 제출하라. (2.2 μF의 커패시터를 DMM에 연결할 때 스위치를 사용하 는 것이 바람직하며 한번만 측정하지 말고 여러 번 여러 시간에 대해 측정하여 평균을 내도 록 한다.) DMM과 시계를 사용한 τ의 측정에 있어서 본인이 계획한 측정방법과 실제 측정 방법에 차이가 있는 경우 그 차이를 분석하라. 계산한 τ와 실험한 τ의 오차 (%)는 얼마 인가? 오차의 원인은 무엇이라 생각하는가?
3) 우선 DMM의 “Temp/-‖-"를 눌러 화면의 우측 단위에 “nF"이 나오게 한 후, 10 nF의 커패시턴스를 측정, 기록하라. 설계실습 계획서에서 구한 저항이 되도록 가변저항을 DMM으로 측정, 조절하고 그 값을 유효숫자 세 자리까지 기록하라. Function generator의 출력을 1 V의 사각파(high = 1 V, low = 0 V, duty cycle = 50 % )로 하라. 설계실습 계획 서에서 설계한 대로 입력사각파(CH1)와 저항전압(CH2)을 동시에 관측할 수 있도록 연결 하고 파형을 저장하여 제출하라. 계산한 τ와 실험한 τ의 오차(%)는 얼마인가? 오차의 원 인은 무엇이라 생각하는가?
4) Function generator(+), 저항, 커패시터, Function generator(접지)의 순서로 연결하고 저항의 양단에 오실로스코프의 단자를 연결하였을 때의 파형을 측정하고 스케치하라. 왜 이 러한 파형이 나타나는가? 이 측정으로 무엇을 알았는가?
5) Function generator의 출력을 1 V(peak to peak)의 사각파(high = 0.5 V, low = -0.5 V, duty cycle = 50 % )로 하고 실험 4.3을 반복하라. 저항에 걸리는 전압파형이 왜 이 런 모양이 나오는지 설명하라.
6) 실험 4.3에서 측정한 τ가 주기인 주파수를 가진 사각파를 입력하여 R, C에 걸리는 전 압을 측정, 저장하라. 이러한 파형이 나오는 이유를 설명하라.

3. 결론

4. 감사의 글

본문내용

요약: 주어진 시정수를 갖는 RC회로를 만들어 설계하고 충전, 방전하며 전압을 측정하 는 실험을 하였다. 완전한 충방전이 일어나도록 하는 전압과 시간 상수를 주기로 갖는 전압을 인가한 상태에서 오실로스코프를 통해 저항과 커패시터의 파형을 확인할 수 있었 다.

사용계측기:
Digital Multimeter(이하 DMM, 220V 교류전원 사용)
Digital Oscillo오실로스코프(Probe 2 개 포함)

1. 서론
우리가 설계해야 하는 회로엔 기본적으로 R, C가 같이 들어간 회로가 많다. 따라서 R, C에 따른 시정수를 구할 수 있고, 이것에 따른 회로를 설계할 줄 알아야 한다. 실제로 RC time constant를 구하며 시간에 따른 커패시터와 저항의 전압을 oscilloscope로 관찰한다.

<중 략>

이번 실험에서 DMM의 측정값이 5V가 아니라 1.528V가 측정된 이유는 저항값이 높은 저항의 전압을 직렬로 측정하였기 때문이다. 일반적인 경우 DMM의 내부저항값과 측정하려는 소자의 저 항값을 모르고 측정하게 되기 때문에 직렬연결을 통한 측정은 피해야 한다. 정확한 측정을 위해 서는 측정을 위한 소자에 병렬로 연결해 정확한 측정이 이루어 질 수 있도록 해야한다. 만약, 전 원에 직렬로 큰 저항이 연결되어 있는 회로 양단의 전압을 측정하고자 한다면, DMM의 입력저항 이 직렬로 연결된 저항보다 훨씬 커야 한다는 것을 숙지하고 그렇지 않을 경우 실제 전압과 다를 수 있다는 것을 알고 있어야 할 것이다.

참고 자료

중앙대학교 전자전기공학부 ‘전기회로 설계 및 실습’