기초회로 PART 3 접지개념 예비 레포트

기초회로 PART 3 접지개념 예비 레포트

기초회로 chapter3 접지개념 예비 레포트

 실험 목적

1. 접지의 개념 및 중요성

2. 오실로스코프의 XY 모드의 사용법

3. 리사주 패턴

 이론

1. 접지의 사전적 정의 : 회로의 일부 또는 기기의 외함 등 을 대지와 같은 0전위로 유지하기 위해 땅 속에 설치한 매설 도체와 도선으로 잇는 것. 공중선 회로의 접지, 차폐 접지 및 피뢰기, 변압기 등의 보안 접지 등이 있다. 접지 회로 : ecm이 적절히 작용하기 위해서는 믿을 수 있는 접지 회로가 필요하다. 특히 자동차와 같이 단선식의 경우는 확실한 접지가 더욱 필요하다. 접지의 종류 : 회로의 접지, 새시 접지, 대지 접지

먼저 회로의 접지에 대해 알아보자. 회로의 접지는 단일점 접지가 이상적, 단일점 접지가 아닌 경우 접지선이 루우프를 형성하면 여기에 자력선이 통과 할 경우 기전력 발생, 특히 변압기 근처에 루우프가 형성되면 60Hz 험이 발생

새시 접지의 밥법은 회로의 접지를 금속 케이스에 연결하는 것이다. 효과는 주변 전자파로부터의 차폐, 회로의 동작의 안정화를 얻을 수 있다.

대지 접지의 방법은 접지를 대지와 연결, 대지와의 저항을 작게 하기 위해 동판같은 도체판을 땅속에 대립, 주로 수도관 같은 곳에서 사용된다. 가스관 사용은 위험하기에 사용을 금하고 있다. 효과로는 회로의 동작의 안정화와 누전, 낙뢰 등의부터 보호가 가능하다.

2. 커패시터의 전압과 전류 : 물리적으로는 시간에 따라 커패시터전압이 변화하는 비율에 비례하는 전류가 흐르며, 이 때의 비례 상수가 커패시터의 커패시턴스 C가 됩니다. 즉, 커패시턴스가 클 수록 작은 전압 변화에도 큰 전류가 흐릅니다. 이를 식으로 표현하면 C*dv(t)/dt = i(t) 다른 표현으로 하면, 커패시터의 전압은 커패시터로 흘러들어온 전하량에 비례하여 변화합니다. 전류의 합에 비례하는 만큼 변화합니다. 이 때의 비례 상수는 1/C 입니다.  즉 커패시턴스가 클수록 동일한 전압 변화를 얻기 위하여 많은 전하량이 필요합니다. 전하량은 전류의 적분이므로 이를 식으로 표현하면

v(t) = v(t0) + (1/C) * integral from t0 to t {i(t)} 결론적으로 커패시터에 흐르는 전류와 커패시터 양단에 걸리는 전압과의 관계를 보인다.

3. 전류를 전압으로 변화하는 방법 : 커패시터에 흐르는 전류를 측정할려면 오실로스코프로 전류를 측정시 프로브 필요 하고, 전압 프로브 사용시 전류를 전압으로 바꾸고 측정한다. 전류를 저항에 흘리면 전압이 발생한다.

4. 리사주 패턴 : 오실로스코프를 XY 모드로 놓고 CH1과 CH2에 정현파를 인가한다. 라사주의 정의 : 오실로스코프의 X축 입력과 Y축 입력에 각각 다른 신호를 넣을 때 화면에 나타나는 파형을 가리킨다. 두 신호의 위상차와 주파수비 등에 따라 특정적인 패턴이 나타나기 때문에 서로 관계를 시각적으로 파악할 수 있다. 스튜디오에서는 주로 스테레오의 좌우 신호의 위상 차이를 체크하는 데 사용한다. 패턴이 벌어지는 방식에 따른 음상(音像)의 변화나 모노럴을 재생할 때는 일치성 체크가 가능하다.

 사용 장비 및 부품

1. 함수발생기

2. 오실로스코프

3. 저항 1.5kΩ (1개)

3. 커패시터 0.1uF(마일러, 1개)

 실험 방법

1-1 실험1 : 오실로스코프 및 함수발생기

1-2 실험 회로도

결과 예측 : 1)의 결과 예측 ch1의 –단자와 ch2의 단자가 내부적으로 접지가 되어 있기 때문에 회로상 Y Z는 단락이 되었다. 따라서 파형이 제대로 나타나지 않고 수평적으로 나타날 것이다. 그리고 ch2에 정현파를 가하고 채널 1에 결합 스위치를 연락한다면 파형의 위상차가 90도 이기 때문에 그래프가 수직으로 나타난다.

2) 접지가 연결이 되지 않도록 한다면 Y Z의 단락 문제가 해결이 되어서 리사주 패턴을 확인 할 수 있다. 오실로스코프의 X,Y에 함수 값에 의해 리사주 패턴이 다양하게 나타 날 것이다.

1-3 실험 방법

1) 오실로스코프를 xy 모드로 놓고 채널 1에  정현파를 가하고 채널 2의 결합 스위치를 접지로 놓아 빔의 이동이 수평으로만 일어남을 확인하라. 채널 2에  정현파를 가하고 채널 1의 결합 스위치를 접지로 놓아 빔의 이동이 수직으로만 일어남을 확인하라.

2) 함수발생기의 전원 플러그를 접지가 연결이 되지 않도록 실험 회로 3-1과 같은  직렬회로를 구성하여 리사주 패턴을 확인한다. 주파수를 변화시켜가면서 패턴의 변화를 관찰하고 이유를 설명하라.

 예비 보고 사항

1. 실험 회로 3-1에서 주파수가  이고, 커패시터 값이  일 때 커패시터와 저항에 걸리는 전압의 크기를 같게 하기 위한 저항값을 구하라.

저항의 전압과 커패시터의 전압이 같을려면 저항R과 커패시터의 저항 XC가 같아야 한다. R = 1/2πfC

R = 1/2*3.14*1000*0.0000001 = 1592.3 Ω

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