기초회로 부하효과 PART4 결과 report

부하효과 chapter4 결과 report

 사용 장비 및 부품

1. 함수발생기(GWSNSTEK2-1)

2. 오실로스코프(GDS - 1062A)

3. 저항 1.5MΩ(1개), 51Ω(1개)

4. 전원 공급 장치(GPS - 3303)

 실험 방법 및 결과

1-1 실험1 : 부하효과

1-2 실험 회로도1) 오실로스코프 프로브의 값을 1x와 10x로 했을 때의 차이를 보여주는 것이다.

1x 왼쪽은 3.36V, 10x 오른쪽은 4.79V

2) 여러 전압 레인지를 사용해서 측정이 가능 하다.전압을 5Vpp로 한 상태로 실험은 진행 했고 그래프 결과는

함수발생기 자체로 측정시 5.07V, 51Ω측정시 2.55V가 나왔다.

1-3 실험 방법

1) 아래와 같은 전압 분배기 회로를 구성하고 프로브를 x1과 x10 상태에서 오실로스코프로 각각 전압을 측정하라. 이로부터 오실로스코프 프로브의 내부 저항을 계산하라.

2) 위의 회로에서 디지털 멀티미터를 사용하여 (여러 전압 레인지에 대하여) 각 각 전압을 측정하라. 이로부터 디지털 멀티미터 각 전압레인지에 대한 내부 저항을 계산하라.

3)함수 발생기의 개방 출력 전압과 51Ω으로 종단한 경우의 출력 전압에 대하여 오실로스코프로 전압의 크기를 비교하라. 이결과로부터 무엇을 알 수 있는가?

1-4 실험 결과

1) 오실로스코프 프로브 및 기계 모두 10X로 바꿈으로서 방해 받는 저항이 줄어들어서 결과적으로 전압이 증가 함을 확인 할 수 있다. 실험 하기 전에는 10x로 바꿔서 감쇠를 시키는 줄 알았지만 실제로는 전압의 증가를 시키는 결과를 얻었다. 그리고 측정시 저항 두 개 모두 같은 전압을 얻는 것을 볼 수 있다. 이로부터 오실로스코프 내부 저항을 구하는 것이다.

Rn = 4.59Ω 나왔으며 Rn을 토대로 Rm을 구하면 오실로스코프 내부의 저항을 계산할 수 있다. 따라서 Rm은 5.59Ω이 된다.

2) 전압을 측정해 보면 4.7V가 나오는 것을 쉽게 알 수 있었다. 여러 전압레인지에 측정 한다는 의미는 사물을 측정하는 자의 길이를 늘리거나 줄인 다는 것을 의미한다.

3) 전압을 5Vpp로 한 상태로 실험은 진행 했고 그래프 결과는 함수발생기 자체로 측정시 5.07V, 51Ω측정 시 2.55V가 나왔다. 그리고 100Ω시 3.40V가 측정이 되었고 150Ω시 3.79V가 측정이 되었다. 100Ω과 150Ω은 교수님의 지시에 의해 추가적인 실험을 더 진행 하였다. 그리고 전압을 10Vpp로 가한다면 전체적인 결과 값은 2배가 될 것이다.

1-5 검토 사항

추가적으로 오실로스코프의 한 칸 수치를 변화를 줘서 그래프가 잘 보이도록 하는 것이 가능 하다는 것을 실험을 통해 확인 할 수 있었다. 그래프의 위치가 안 보인다고 당황하지 말고 오실로스코프 자체의 위치 수치를 확인해야 한다. 예를 들어 5V정도의 수치를 측정 한다면 한 칸의 기준을 1V로 한다면 더 좋은 결과를 얻을 수 있다.

원래 함수 발생기의 저항은 50Ω이지만 50Ω이 존재하지 않아서 51Ω으로 실험을 진행 했다. 실제 오실로스코프를 보면 50Ω이라고 저항의 값이 적여 있음을 확인 했다.

 결론

1)번 실험을 통해서는 프로브의 크기에 따라 프로브 자체의 내부 저항이 줄어 들었음을 확인했다. 그래서 1x를 사용해서 측정하기 보다는 10x를 사용하는 것이 실험 결과의 오차를 줄일 수가 있다. 나중 실험부터는 10x 프로브로 설정 후 실험을 해서 오차를 줄여 볼 생각이다.

2)번 실험에서는 디지털 멀티미터로 전압을 측정 할 때 레인지로 측정하는 것 이상의 값을 측정이 어려웠는데 전압레인지의 크기를 변화 함으로써 전압의 측정이 용이해졌다.

3)번 함수발생기의 개방 출력 전압과 51Ω의 종단한 경우의 출력 전압은 오실로스코프내의 실제 전압을 알아 볼수 있었다. 저항의 크기가 달라 짐에 따라 전압의 크기가 변함을 확인했다. 실제적으로 저항이 커짐에 따라 전압