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기초회로실험(예비+결과) - 교류회로 소자
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교류회로 소자
예비 보고서
1. 실험 목적
(1) 교류 회로 소자인 인덕터와 커패시터의 리액턴스 개념을 실험을 통하여 이해하고 이들 교류소자를 직·병렬로 연결하였을 때 리액턴스의 변화를 이해한다.
(2) 교류회로 소자의 리액턴스 개념과 연관하여 소자의 전류, 전압 간의 위상 특성을 각각 실험을 통하여 이해한다.
2. 실험 기본 이론
(1) 인덕터(inductor)
인덕터의 기호는 영문자 L로 나타내고 단위는 헨리(henry : H)이다. 그림으로는 감겨진 도선(wire)로 나타낸다. 인덕턴스는 자계를 쇄교하는 도체의 결과이다. 그림 1은 인덕터를 나타내고 인덕터 단자에 걸리는 전압 강하의 방향으로 전류의 기준 방향을 지정하면 그림 2와 같이 표시되며 V = L (di / dt)의 식을 얻는다.
위 식으로부터 인덕터 단자에 걸리는 전압은 인덕터에 흐르는 전류 변화의 시간 비율에 비레한다. 여기서 두 가지 중요한 관찰을 할 수 있다. 첫째, 전류가 상수이면 이상적인 인덕터에 걸리는 전압은 0이다. 따라서 인덕터는 직류(dc) 전류의 존재시 단락회로로 동작한다. 둘째 전류는 인덕터 내에서 순간적으로 변할 수 없다. 즉 전류는 시간이 ‘0’인 순간에 무한대로 변할 수 없다.
1) 인덕터에 걸리는 전압의 항으로 인덕터에서의 전류 표현
이 식을 양변을 적분하고 편의상 식의 양변을 교환하면 i와 t가 적분한계가 되고 x와 가 적분 변수로 사용된다. i(t) = 1/L∫vd + i(t0)이 식에서 i(t)는 t에 대응하는 전류이고 i(t0)는 초기시간 t0에서의 인덕터 전류값이다. 실제 시스템에서는 t0=0으로 놓는 것이 일반적이다.
2) 인덕터에서의 전력과 에너지
P = vi = Li(di/dt) = v[1/L∫vd + i(t0)]=dw/dt
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2015.02.06
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