RLC회로의 임피던스
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RLC회로의 임피던스
1. 실험목적
저항(resistor), 인덕터(inductor) 및 축전기(capacitor)로 구성된 교류회로에서 주파수에 따라 변화하는 XL, XC를 각각 측정하고, RLC회로의 임피던스 Z를 구한다.
2. 이론
직류(DC)회로에서 전류는 같은 방향으로 흐른다. 교류(AC)회로에서 전류는 한쪽 방향으 로 잠깐 흘렀다가 방향을 바꾸어 역방향으로 같은 시간동안 흐르고는 다시 방향을 바꾼다. 이러한 변화는 1초에 여러 차례 반복된다. 60Hz의 교류회로에서는 1초에 120번의 방향 변화가 일어난다. 이와 같이 교류에서는 전압 E와 전류 I의 순간 값은 계속 변한다. 이때 의 전압 E와 전류 I는 다음과 같이 표현할 수 있다.
E = E _{m} sin omega t#
I = I _{m} sin( omega t+ phi )
여기서 EM과 IM은 각각 최대전압과 최대전류이며, t는 시간, 각진동수 omega 는 {2 pi } over {T} 또는 2 pi f 이고, f는 주파수로서 헤르츠(Hz)로 표시되며 phi 는 초기의 위상각이다. 이와 같은 교류전압 E를 저항R, 인덕턴스L, 축전기C의 직렬회로에 걸리게 하는 경우를 생각하자.
이 회로에서 R, L, C 각각에 걸리는 전압 ER, EL, EC는
E _{R} = IR#
E _{L} = L {dI} over {dt}#
E _{C} = {1} over {C} int _{} ^{} {dq = {1} over {C} int _{} ^{} {Idt}}
이다. 따라서 교류전압 E는
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