Nov. 01 LAB MEETING - unit.mokwon.ac.krunit.mokwon.ac.kr/board/loadFile.ht?fileNm=2015... · (Semiconductor) 많다 ← 자유 ... Thermistor This is a resistor whose resistance depends

Mokwon Univ.

기초회로 실험 (2015년 1학기)

정보통신융합공학부 한 태영

Mokwon Univ.

실험 0-1. 기초실험 예비 지식 : 조편성, 보고서 작성법, P-spice소개

저항판별, 브레드보드 및 계측기 사용법

실험 1. 옴의 법칙 : P-spice, 전압, 전류, 저항, 전력, 에너지

실험 2. 직렬회로 : KVL(Kirchhoff Voltage Law), 전압분배

실험 3. 병렬회로 : KCL(Kirchhoff Circuit Law), 전류분배

실험 4. 직∙병렬회로 : 사다리형, 휘스톤브리지

실험 5. 중첩의 원리 : 전류∙전압원, 전원의 변환

실험 6. 회로정리와 변환 : 테브난/노톤 정리, 최대전력전달, 중간고사

실험 0-2. 교류회로 예비 지식 : 오실로스코프, 함수발생기 사용법

실험 7. R-C 회로 : R-C직렬, R-C병렬, LPF, HPF, 응용

실험 8. R-L 회로 : R-L직렬, R-L병렬, LPF, HPF, 응용

실험 9. R-L-C 회로 : R-L-C직렬, R-L-C병렬, 공진, 대역폭

실험 10. 기본 필터회로 : LPF, HPF, BPF, BEF

실험 11. 미∙적분회로 : R-C, R-L, 구형파

실험 12. 설계과제 : , 기말고사

강의계획

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실험시 준수사항

컴퓨터 사용후 1. 사용 후 반드시 전원 끄기 2. 마우스 및 키보드 원위치

계측기 사용후 1 전원케이블은 뽑아서 선반걸이함에 2. 프로브 및 전원공급기 케이블은 감아서 책상 서랍속으로 3. 계측기 및 브레드보드 원위치 4. 사용한 부품 및 리드선등 기타 소모품은 휴지통으로 5. 계측기 고장시 조교 및 담당교수에게 연락 후 조치 6. 프로브 불량시 조교 및 담당교수에게 연락 후 조치

실험실 내 음식물 반입금지 수업 외 불필요한 프로그램 설치 금지(게임등..) 실험 관련 외 불필요한 잡담 금지

공동으로 사용하는 실험실이므로 깨끗이 사용합시다.

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성적평가

1. 출석 : 10% - 결석 후 통원증, 진단서 제출로 출석처리 하지 않음

2. 필기시험 - 중간 - 15%, 기말 – 15% - 실험 관련 내용(측정방법, 결선방법 등)

3. 실험 예비/결과 보고서 - 예비보고서 (8회 2.5점) : 20% - 개인별 제출 - 결과보고서 (8회 2.5점) : 20% - 조별 제출 - 결과발표 (1회 10점) : 10% - 실험 전에 조별로 발표 - 보고서 양식 미준수 및 기한 경과 제출 시 1점 감점 - 타인의 보고서 및 인터넷 등에서 복제 시 0점 처리

4. 수업태도 : 10% - 실험시간 내 입출 가능(화장실, 흡연 등) – 실험실 내 금연 - 퇴실 시 정리정돈 (적발 시 건당 2점 감점)

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실험예비보고서

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1. 제출 기한

– 해당 실험 1시간 전까지 제출

2. 작성양식 (핵심적인 내용만 간단하게)

① 실험 제목

– 조 번호, 조원의 학번, 성명 및 실험일자(보고서 상단 오른쪽)

② 예비과제 풀이

3. 제출방법

– 작성도구 : 문서편집기로 작성 종합정보시스템에 제출(작성양식 준수)

– 매수 : 2 ~ 3매

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실험결과보고서

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1. 제출 기한

– 해당 실험 후 4일 이내에 제출

2. 작성양식 (핵심적인 내용만 간단하게)

① 실험 제목

– 조 번호, 조원의 학번, 성명 및 실험일자(보고서 상단 오른쪽)

② 실험 방법 및 절차

– 회로도 및 결선도

– 실험장치와 부품 : 실험 기기 명칭 및 모델, 부품의 정격

③ 실험 결과

– 계산 결과값과 측정 값 기재(사진 또는 동영상 첨부)

④ 결론

– 실험결과 분석 및 건의사항

3. 제출방법

– 작성도구 : 문서편집기로 작성 종합정보시스템에 제출(작성양식 준수)

– 매수 : 2 ~ 3매

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0-1. 기초실험 예비지식

- 전류

이동하는 전하(실제로는 전자임)량 Q [C]가 일정한 면에서 시간 t에 따라 변할 때 그 면에서 단위 시간에 변하는 전하량을 전류라고 함. 즉, 전류 I = Q/t 이고 측정단위는 암페어, A로 표기함.

브라운 운동 : 자유전자는 전기재료를 구성하는 원자의 원자핵으로부터 구속력이 가장 작은 전자가 일정한 온도에서 열에너지에 의하여 에너지가 증가하여 원자 의 구속으로부터 벗어나서 자유롭게 이동하나 원자에 의하여 방해를 받아 그 이동이 불규칙함

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단위 전하를 다른 곳으로 이동시키는데 필요한 힘의 크기를 전압이라고 하고 단위는 V임. 전위는 기준전압에 대한 상대적인 전압임

1.5V

1.5V

1.5V 1.5V

3V

4.5V전압

전위차 4.5-3=1.5V

전위차 3-1.5=1.5V

전위1.5V

전위 3V

전위4.5V

기준전위 0V

- 전압

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전기회로 ? 실험 ?

전구

전류

전류

전류

저항

도체

전원전원

- 전기회로 실험

전기회로

회로도 결선도

기호

전기회로 부품(소자)

전기회로의 용도 또는 목적 ⇒ 조명

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전기회로에 흐르는 전류의 크기(양)을 줄이므로 전기저항이 클 수록 전류 흐름이 작음

전기저항에 흐르는 전류에 의하여 발열되어 전력 소비.(전기 에너지를 축적하지 않음)

ρ: 전기저항 부품의 재료에 따른 고유저항[Ωm] L : 전기저항체의 길이 [m] S : 전류가 흐르는 전기저항체의 단면적 [m2] R : 전기저항 [Ω] 컨덕턴스 : 전기저항 R의 역수로 단위는 [S]이고 크기가 클 수록 전기회로에 전류의 흐름이 좋음.

금속

(Metal)

절연체

(Insulator)

반도체

(Semiconductor)

많다 ← 자유 전자의 수 → 적다 자유전자가

매우 많다

자유전자가

매우 적다.

- 전기저항

전기저항체

구리(동, Cu) 은(Ag)

동(Cu)

금(Au)

Argentum

Cupprum

Aurum

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용례 : 전류0.001A ⇒ 1 mA

11

물리량 명 칭 기호

전류 암페어(Ampere) A

전압 볼트(Volt) V

전력 와트(Watt) W

시간 초(second) s

길이 미터(meter) m

진동수 헤르츠(Hertz) Hz

저항 옴(Ohm) Ω

컨덕턴스 지멘스(Simens) S

정전용량 패럿(Farad) F

인덕턴스 헨리(Henry) H

인자(크기) 명 칭 기호

1018 엑사(Exa) E

1015 페타(Peta) P

1012 테라(Tera) T

109 기가(Giga) G

106 메가(Mega) M

103 킬로(kilo) k

102 헥토(hecto) h

101 데카(deca) da

10-1 데시(deci) d

10-2 센티(centi) c

10-3 밀리(milli) m

10-6 마이크로(micro) μ

10-9 나노(nano) n

10-12 피코(pico) p

10-15 펨토(femto) f

10-18 아토(atto) a


- 실험 측정 단위 및 접두어

측정 단위 (Unit)

접두어 (Prefix)

전기에서 가장 많이 시용함

전기분야에 공헌한 사람 이름이 아님

(소문자)

O가 아님

대문자

측정값과 측정단위 사이 간격은 한 글자로 함

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- 실험용 부품 : 전기저항(종류)

Source : www.electricaltechnology.org

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- 실험용 부품 : 전기저항(회로기호)

(Institute of Electrical and Electronics Engineers

(전기전자기술자 협회)

International Electrotechnical

Commission (국제전기기술위원회)

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- 실험용 부품 : 전기저항(탄소피막저항, Carbon Film)

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- 실험용 부품 : 전기저항(탄소체 저항, Carbon Composition)

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- 실험용 부품 : 전기저항(금속저항)

2W

1W

1/2W

1/4W

1/8W

Metal Oxide Resistor Metal Film Resistor (금속피막저항)

1/4W

1/2W

1W

2W

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Large wire-wound resistors with 50-W power ratings. (a) Fixed R, length of 5 in. (b) Variable R, diameter of 3 in.


- 실험용 부품 : 전기저항(권선형저항, Wire-wound resistors)

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0. 기초실험 예비지식

- 실험용 부품 : 전기저항(가변저항, Potentiometer)

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- 실험용 부품 : 전기저항(가변저항, Rheostats)

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- 실험용 부품 : 전기저항(가변저항, Trimmer)

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Zero-Ohm Resistor

• Has zero ohms of resistance.

• Used for connecting two points on a printed-circuit board.

• Body has a single black band around it.

• Wattage ratings are typically 1/8- or 1/4-watt.

A zero-ohm resistor is indicated by a single black color band around the body of the resistor.


- 실험용 부품 : 전기저항(영저항)

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- 실험용 부품 : 전기저항(특수저항, Thermister)

cobalt, Nickel, Strontium and the metal oxides of Manganese

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Thermistor

This is a resistor whose resistance depends on the temperature.

circuit symbol

sprinkler system

Leads, coated Glass encased Surface mount

ΔR = k ΔT where ΔR = change in resistance ΔT = change in temperature k = first-order temperature coefficient of resistance If k is positive, the resistance increases with increasing temperature, and the device is called a positive temperature coefficient (PTC) thermistor, Posistor. If k is negative, the resistance decreases with increasing temperature, and the device is called a negative temperature coefficient (NTC) thermistor.

Source: http://en.wikipedia.org/wiki/Thermistor


- 실험용 부품 : 전기저항(특수저항, Thermister)

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- 실험용 부품 : 전기저항(특수저항, Varister,VDR)

used to eliminate the high voltage transients

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LDR(Light Dependent Resistor)

This is a resistor whose resistance depends on the amount of light falling on it.

LDR’s can be used to switch on street lights when light falls.


- 실험용 부품 : 전기저항(특수저항, LDR)

http://www.regenerating-universe.org/images/12Star-Fin.gif

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- 실험용 부품 : 전기저항(어레이 저항, Chip 저항)

331 : 33X101

LF = Sn/Ag/Cu-plated (RoHS compliant)

제조사 어레이 저항

Chip 저항

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- 실험용 부품 : 전기저항 (저항 색부호, Resistor Color Code Chart : 4/5 Band)

Source : Blue Point Engineering

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- 실험용 부품 : 전기저항 (색부호표, Resistor Color Code Chart : 6 Band)

Source : www.ipctraining.com

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- 실험용 부품 : 전기저항 (색부호표 판독예, 4색띠)

Source : www.vishay.com

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- 실험용 부품 : 전기저항(색부호표 판독예, 4색띠)

• 판독 예 - 청색(6) 녹색(5) 빨강(2) 금색(5%) - 6500(6.5k)[Ω], 오차 : ±5%

흑

갈

적

등

황

녹

청

자

회

백

짝수

중간색?

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• 판독 예 - 청색(6) 백색(9) 녹색(100k) 금색(5%) - 6900k(6.9M)[Ω], 오차 : ±5%

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1 kW (950 to 1050 W)

390 W (370.5 to 409.5 W)

22 kW (20.9 to 23.1 kW)

1 MW (950 kW to 1.05 MW)



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A potentiometer is a variable resistor with three terminals. A rheostat has only two terminals.

Wiping contact

Fixed contact

Rheostats are two-terminal devices.

Wiper arm

Wiping contact

Fixed contact

Rheostats are two-terminal devices.

Wiper arm


- 실험용 부품 : 전기저항(Potentiometer, Rheostat)

potentiometer

rheostat

Using a Rheostat to Control Current Flow

- The rheostat must have a wattage rating high enough for the maximum I when R is minimum.

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0.1A, 전류

정격전력 : ½ W

1W 전력소비

Dangerous!! 저항의 정격전력을 초과하는 전류가 저항에 흘러 일정 시간이 흐르면 과열로 저항 손상

전기저항체비열X질량X온도변화 =전력

- 실험용 부품 : 전기저항(정격 전력)

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- 실험용 부품 : 전기저항(정격 전력, 결함분석)

Mokwon Univ. 36

RCA plug

Shield Tip

1/8” stereo phone plug

1/8” mono phone plug

Sleeve Ring Tip

Sleeve Tip


- 실험용 부품 : 측정용 Plug, Jack, clip

Alligator Clip

+

-

Banana Jack

Probe tip

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- 실험용 부품 : 측정용 BNC 커넥터

2개의 홈에 맞추어 돌려서 접속하고 돌려서 분리

동축케이블

- 외부와 전기적, 자기적으로 차폐되어 있어 외부의 전기적, 자기적 영향을 받지 않음

BNC 커넥터

회전시 손잡이

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각종 부품의 다리를 꽂아 연결 하여 회로의 테스트와 수정이 용이

Bus 영역

IC영역

- 실험용 기자재 : 브레드보드

실험1. 옴의 법칙

Bus 영역

(전원이 지나가는 선)

IC 영역

(부품을 배치하는 영역)

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전원 접속점

접지 접속점

부품 접속점

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Mokwon Univ. 41

Wrong !

Correct !


- 실험용 기자재 : 브레드보드(회로부품 전기저항 실장 사례)

전기저항 직렬연결 전기저항 병렬연결

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- 실험용 기자재 : Power Supply(전원공급장치, GP-4303TP)

CH 1 OUTPUT

(−)

CH 1 OUTPUT

(+)

CH 2 OUTPUT

(−)

CH 2 OUTPUT

(+) GND

5V/2A OUTPUT

(−)

5V/2A OUTPUT

(+)

CURRENT LIMIT(A)

Knob

VOLTAGE COARSE(A)

Knob

VOLTAGE FINE(A) Knob

CURRENT LIMIT(B)

Knob

VOLTAGE COARSE(B)

Knob

VOLTAGE FINE(B) Knob

C.V.(A) LED

C.V.(B) LED

C.C.(A) LED

C.C.(B) LED

CURRENT Meter(A)

VOLTAGE Meter(A)

CURRENT Meter(B)

VOLTAGE Meter(B)

Function IND/SER/DUAL

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- 실험용 기자재 : 다기능 계측기(METEX MS-9170)

주파수 카운터

디지털 멀티미터

전원 공급기

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용도 : 전기회로의 전기저항, 전압/ 전류(직류, 교류) 및 측정용 계기

종류 : Analog/Digital Multimeter

Digital Multimeter Analog Multimeter

- 실험용 기자재 : 멀티미터

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① Transistor 검사 소켓

② Transistor 극성판별 지시장치

③ 측정용 단자 입력소켓

④ 기능선택 스위치

⑤ 저항 0점 조절 단자

⑥ 지침 0점 조절 단자

⑦ 내장형 가동코일형 메타

⑧ 단위표시부

⑨ 케이스

- 실험용 기자재 : 아나로그멀티미터

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⑧ 표시 눈금 저항 눈금 : 가장 위쪽의 눈금. 오른쪽이 0Ω

왼쪽이 ∞Ω

④ 기능선택 스위치 측정하려는 Factor와 배율을 선택

③ 측정용 단자

측정용 단자선이 연결되는 단자

왼쪽 검정색 probe, 오른쪽 빨간색 probe

⑤ 0점 조절 단자

측정 선택 스위치 ④를 측정하려는 저항에 맞는 측정

범위에 둔 후 두 probe를 연결한 상태에서 지시바늘이

계기 눈금판 ⑧의 우측 0 위치에 오도록 계기 좌측

중간의 백색 단추 ⑤를 조정. 측정범위에 따라 바꿀

때마다 매번 0점을 다시 조정


Mokwon Univ. 47


측정하고자 하는 저항의 값을 눈으로 판별하여 기능선택 스위치를 적절한 값에 위치 시킨 후 0점 조절을 하고 2개의 probe를 저항양단에 연결하고 테스터기 상단의 저항 눈금을 읽은 후 그 값에 기능 선택 스위치가 가리키는 값을 곱한다.

①5KΩ 저항 측정 기능 선택 스위치를 x1K로 위치 시킨 후, 0점 조절을 하고, 저항양단에 probe를 연결한다. ②지시 바늘은 저항 눈금의 5를 가리키고 있다. ③최종적으로 측정된 저항값은 눈금의 5에 x1K(1000)을 하여 5K(5000)Ω이라는 값을 얻게 된다.


Mokwon Univ. 48


① power

② sel : ohm, buzzer, diode, C 선택

③ V : 직류 전압

④ ~ V : 교류전압

⑤ Hz : 주파수 측정

⑥ Duty : 듀티 사이클측정

⑦ Temp: 온도측정

⑧ μA , mA , A : 직류전류

대전류 측정용 단자

- 실험용 기자재 : 디지털멀티미터(DMM, Digital Multimeter)

COM 공통 기준 단자

전압 전기저항

전류 측정용 단자

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저항계

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- 측정방법 : 전기저항(저항계의 전기회로 내 연결방법, 매우 중요)

저항을 전기회로에서 분리

저항계로 큰 전류가 흐름

저항계


Dangerous !!

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전류계

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- 측정방법 : 전류(전류계의 전기회로 내 연결 , 매우 중요)

올바른 전류계 연결 및 전류측정 방법

전류계로 큰 전류가 흐르므로 전류계는 전기회로내의 부품과 병렬로 접속 절대 금지

전류계


Dangerous !!

Mokwon Univ.

전압계

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- 측정방법 : 전압(전압계의 전기회로 내 연결)

접지(기준전위)에 유의 (매우 중요)

(기준전위) - 새시 GND - Earth GND

전압계 전압계

기준전위가 동일하게 되어 단락됨


올바른 측정값을

얻지 못함 !!

Mokwon Univ. 52


- 예비과제

(1) 다음과 같이 색띠로 표시된 저항의 저항값은 ? a. Brown/Black/Orange/Gold b. Yellow/violet/Red/Silver

(2) 다음과 같이 저항값을 가지며 오차율 ±5%인 저항값을 색띠로 표시 a. 3.3 kohm b. 100 ohm c. 5.3 kohm

(3) 디지털멀티미터, LCR 미터, 브레드보드의 사용법을 숙지

Mokwon Univ. 53


No. 저항색깔

(예: 갈 검 빨 금)

1

2

3

4

5

6

7

실험결과

Mokwon Univ. 54

실험 1. 옴의 법칙과 P-spice소개

Mokwon Univ. 55


저항 R양단에 전압 V를 증가시키면 전류 I는 증가하게 된다. 이때 전류 I는 전압 V에 비례하고 비례상수인 저항 R에 반비례한다.

R

VI

RIV I

VR

전압, V 저항 R

전류, I

- 이론

Mokwon Univ. 56


- 세부실험 [1] : 저항측정

두 종류의 저항(470/1K/4.7K 각각 10개)을 디지털멀티미터로 측정하여 기록하고 측정값과 색띠에 적힌 저항 판독값과 오차를 비교하시오

저항 R

Banana Plug

Alligator Clip

METEX MS-9170

디지털멀티미터

Cable

측정방법 1 측정방법 2

색띠 저항 판독값

측정값

Mokwon Univ. 57


- 실험 결과보고서

소자값 측정값 측정오차(% 오차)

1

2

8

9

T : 판독값 또는 이론값 M : 측정값

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- 세부실험 [1] : 전압 측정

Banana Plug

Alligator Clip

METEX MS-9170

Cable

R1 470/1K/4.7K

DC 5/10V

GP-4303TP

Mokwon Univ.


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- 세부실험 [1] : 전류 측정

Banana Plug

Alligator Clip

METEX MS-9170

Cable

R1 470/1K/4.7K

DC 5/10V

GP-4303TP

Mokwon Univ. 60


Banana Plug

Alligator Clip

METEX MS-9170

Cable

R1 10K

DC 5/10V

GP-4303TP


Mokwon Univ. 61


Banana Plug

Alligator Clip

METEX MS-9170

Cable

DC 0 ~ 10V

GP-4303TP

R1 10K


Mokwon Univ. 62

Pspice실행

1. CD를 컴퓨터에 넣고 설치한다.

2. Capture Lite Edition을 클릭하여 실행.

Mokwon Univ. 63

Pspice실행

3. File New Project 클릭

•Analog or Mixed A/D – 아날로그 또는 아날로그/디지털 혼합 회로를 설계하기 위해 OrCAD

Pspice를 사용하는 프로젝트(실습은 이 프로젝트만 사용할 예정임)

•PC Board Wizard – PCB 설계하기 위해 OrCAD Layout를 사용하려는 프로젝트

•Programmable Logic Wizard – PLD내에 포함되는 회로를 설계하기 위해 OrCAD Express

를 사용하려는 프로젝트

•Schematic – 위 세가지 프로젝트에 포함되지 않는 단순 회로도면을 작성하기 위한 프로젝트

Mokwon Univ. 64

Pspice실행

4. Name을 Diode로 입력(실험 주제에 맞게 임의로 입력하여도 됨)

5. Create Pspice Project메뉴가 나타난다.

•Create based upon an existing project – 이전에 작성한 프로젝트를 참조할 때 사용

•Create a blank project – 새롭게 프로젝트를 사용할 때 사용

6. Create a blank project를 선택하고 OK를 누른다.

7. 새로운 회로를 작성이 가능한 아래와 같은 Schematic 창이 나타난다.

Mokwon Univ. 65

Pspice실행

8. 우측에 보면 Tool Bar에서 선택하여 회로를 그린다.

•Selection : 선택 버튼으로 객체를 선택한다.

•Part : 라이브러리 부품을 선택하여 회로도면에 입력한다.

•Wire : Wire 를 그린다. Shift키를 누르면 임의의 각도로 Wire 그리기가 가능

•Net Alias : Wire와 Bus에 별명을 준다.

•Bus : Bus를 그린다. Shift키를 누르면 임의의 각도로 Bus 그리기가 가능

•Junction : 접합점을 만든다.

•Bus Entry : Bus Entry들을 입력한다.

•Power : 전원 심볼을 입력한다.

•Ground : 접지 심볼을 입력한다.

Mokwon Univ. 66

Pspice실행

8. 우측에 보면 Tool Bar에서 선택하여 회로를 그린다.

•Hierarchitecture : 계층 구조의 블록을 그린다.

•Hierarchitecal Port : 회로도면 위에 계층 구조의 포트를 입력한다.

•Hierarchitecture Pin : 계층 구조의 블록에 계층 구조의 핀을 입력한다.

•Off-Page Connector : 오프-페이지 커넥터를 입력한다.

•No Connect : 핀에 연결 없음의 심벌을 입력한다.

Mokwon Univ. 67

Pspice실행

9. Tool Bar에서 Part를 선택한다.

•처음에는 가장 기본 상태로 Library에 Design Cache만 보인다.

•Add Library를 클릭하여 Pspice 폴더 안에 있는 Analog, source, eval Library를 추가

•Library 경로 – C Program

Files OrcadLite Capture

Library Pspice 여기 안에

있음!!

Mokwon Univ. 68

Pspice실행

10. Library에서 Resistor를 찾아서 Schematic에 올려 놓는다.

•Resistor는 ANALOG library에 들어있음

Mokwon Univ. 69

Pspice실행

11. Library에서 VDC를 찾아서 Schematic에 올려 놓는다.

• VDC는 Source library에 들어있음

Mokwon Univ. 70

Pspice실행

12. Tool Bar에서 Place Ground를 선택한다.

13. Library에서 0을 찾아 Schematic에 올려놓는다.

Mokwon Univ. 71

Pspice실행

14. 다음과 같이 배치하고 Place 의 wire를 선택한 후 각 소자를 연결한다.

Mokwon Univ.

Pspice실행

15. 다음과 같이 완성되었으면 원하는 소자값을 입력하자.

72

Mokwon Univ. 73

Pspice실행

16. 어떠한 Simulation을 할 것인지 결정한다.

•New Simulation Profile을 클릭한 후 Name을 입력하고 Create를 누르면 아래와 같은 창이 나온다.

•Run to time만 50ms로 변경하고 확인을 누른다.

Mokwon Univ. 74

Pspice실행

17. Tool bar에서 Run Pspice를 실행

18. Tool bar에서 V 또는 I를 선택하면 전류 전압 측정결과를 확인할 수 있다.

Mokwon Univ. 75

Pspice실행

다음과 같이 회로를 구성하고 시뮬레이션 하라.

회로를 측정하여 결과를 비교해라.

Mokwon Univ. 76

실험 2. 직렬회로

Mokwon Univ. 77

- 이론 : 저항의 직렬연결

I I

R1

R2

a b a • R1과 R2에 흐르는 전류는 같다. R1을 통과하는 전하는 반드시 R2도 거쳐야 하기 때문이다. • a점과 b점의 전위차는 IR1이고 b 점과 c점의 전위차는 IR2이다. • a, c 사이의 전위차는 다음과 같다.

• 두 개의 저항을 하나의 등가저항 Req로 놓으면 이것은 두 저항의 합과 같다.

2121 RRIIRIRV

21 RRReq

• 그러므로 직렬 연결된 저항의 등가 저항은 각각의 저항을 대수적으로 합한 값이며,

각각의 저항 값 보다 항상 큰 값을 가진다.

실험2. 직렬회로

C

V

Mokwon Univ. 78

전기회로에 가해진 전원 전압(기전력)과 소비되는 전압강하의 합은 같다.

6V = 1V + 2V + 3V


- 이론 : 키르히호프의 전압법칙(KVL, Kirchhoff Voltage Law)

Mokwon Univ. 79


- 예비과제 1

(1) 아래와 같이 2개 저항의 직렬회로에 대한 전체 저항 Rt는?

(2) 아래와 같이 3개 저항의 직렬회로에 대한 전체 저항 Rt는?

Mokwon Univ. 80

키르히호프의 전압법칙 (1) V1, V2, V3, 를 각각 계산하라. (2) (1)에서 계산한 결과가 맞는지 Pspice를

이용해서 확인하라.

1V 2V 3V


11 IRVR VRR

RVR

21

11

22 IRVR VRR

RVR

21

22

분압기(직렬 회로)

VRR

RR

R

VIRVR

T

21

1111

- 예비과제 2

Mokwon Univ.


81

- 세부실험 [1] : 전기저항 측정(전체 및 개별 저항값)

Banana Plug

Alligator Clip

METEX MS-9170

Cable

저항 R3 1k

저항 R2

3.3k

저항 R1

4.7k

Mokwon Univ.


82


Banana Plug

Alligator Clip

METEX MS-9170

Cable

저항 R3 1k

저항 R2 2k

저항 R1 3k

DC 6V

GP-4303TP

①

②

③

① 주의 사항: 실제 전압이

측정 범위를 크게 과할 경우

테스터가 손상될 수 있다.

② 부하효과(loading):

전압계의 내부 임피던스가

충분히 크지 않아서 실제

전압보다 작게 측정되는

현상.

V3

V2

V1

V21 =V2-V1

0

+

-

+

-

+

-

V32 =V3-V2

V10 =V1-V0

Mokwon Univ.


83


METEX MS-9170

저항 R3 1k

저항 R2 2k

저항 R1 3k

DC 6V

GP-4303TP

주의 사항

전류계 사용시 절대로 병렬로 연결하지

말것. 병렬로 연결하면 전류계에 과다한

전류가 흘러서 fuse가 끊어지거나 fuse가

작동하지 않을 경우 전류계가 영구적으로

손상될 수도 있다.

Mokwon Univ.


84


METEX MS-9170

R3 5.6K

R2 1.2K

R1 1.5K

DC ? V

GP-4303TP

주의 사항

전류계 사용시 절대로 병렬로 연결하지

말것. 병렬로 연결하면 전류계에 과다한

전류가 흘러서 fuse가 끊어지거나 fuse가

작동하지 않을 경우 전류계가 영구적으로


R3 1.2K

1mA

실험방법: METEX MS-9170의 전휴계가

1mA될 때까지 직류전원공급기 GP-

4303TP의 전압을 0V에서 서서히 올린다.

Mokwon Univ.


85


METEX MS-9170

R3 5.6K

R2 1.2K

R1 1.5K

DC ? V

GP-4303TP

R3 1.2K

1mA

실험방법: 직류전원공급기 GP-4303TP의

전압을 0V에서 서서히 올려 METEX MS-

9170 의 전 휴 계 가 1mA 될 때 MS-

9170으로 전원공급기의 전압을 측정

Mokwon Univ. 86

실험 3. 병렬회로

Mokwon Univ. 87

R2

R1

I

I1

I2

a b

I

21 // RR 병렬 연결 기호

• 두 저항은 양단 a, b에 같은 크기의 전위 차를 가진다. 그러나 각각의 저항에

흐르는 전류는 다르다. • 전류 I가 a점에 도달하면 I1은 R1으로 I2

는 R2로 흐른다. • a로 들어간 I는 전하 보존의 법칙에 의하 여 b에서 다시 I가 되어서 나온다.

RVI /

eqR

V

RRV

R

V

R

VIII

212121

11

21

111

RRReq

21

21

RR

RRReq

• 두 개 이상 병렬 연결된 저항기의 등가 저항은 구성 저항 중에 가장 작은 저항 값보다 항상 작으며, 등가 저항의 역수는 각 저항의 역수의 합과 같다.

- 두 개의 저항 중에서 하나의 저항이 다른 저항보다 10배 작으면 다른 저항에 흐르는 전류가 극히 작으므로 다른 저항을 제거해도 전체 전류 I는 큰 차이가 없음.!!!

- 이론 : 전기저항의 병렬연결

실험3. 병렬회로

V

옴의 법칙에 따라

Mokwon Univ. 88


전기회로에 전류가 흐를 때 분기점에 들어오는 전류(유입전류)와 분기점에서 나가는 전류(유출전류)의 합은 같다.

- 이론 : 키르히호프의 전류 법칙(KCL, Kirchhoff Current Law)

분기점

7A = 5A + 2A

Mokwon Univ.


1) 아래와 같은 2개 저항에 대한 병렬회로의 합성 저항 Rpa 는?

2) 아래와 같은 3개의 병렬 저항의 합성 저항 Rpb는 ?

89

- 예비과제 1

Mokwon Univ. 90

키르히호프의 전류법칙

(1) I1, I2, Va, 를 각각 계산하라. (2) (1)에서 계산한 결과가 맞는지 Pspice를

이용해서 확인하라.

- 예비과제 2

1I 2I

aV

1K

분류기(병렬 회로)

1

2

21

21

21

11 IR

RR

RR

RR

RI

R

VI

T

T

TIRR

RI

21

21

TIRR

RI

21

12


Mokwon Univ. 91

- 예비과제 3


키르히호프의 전류법칙 (1) I1, I2, I3, 를 각각 계산하라. (2) (1)에서 계산한 결과가 맞는지 Pspice를 이용해서 확인하라.

I3 I2 I1

IT

Mokwon Univ.


92

- 세부실험 [1] : 전체(RT) / 개별 저항 측정

METEX MS-9170

저항 R3

1.5K

저항 R2

2.2K

저항 R1 560

Mokwon Univ.


93


METEX MS-9170 DC 5V

GP-4303TP

① 주의 사항: 실제 전압이

측정 범위를 크게 과할 경우

테스터가 손상될 수 있다.

② 부하효과(loading):

전압계의 내부 임피던스가

충분히 크지 않아서 실제

전압보다 작게 측정되는

현상.

저항 R3 1K

저항 R2

2.2K

저항 R1 560

Mokwon Univ.


94

- 세부실험 [1] : 전체전류(IT) 측정

METEX MS-9170 DC 5V

GP-4303TP

주의 사항

전류계 사용시 절대로

병렬로 연결하지 말것.

병 렬 로 연 결 하 면

전류계에 과다한 전류가

흘 러 서 fuse 가

끊 어 지 거 나 fuse 가

작 동 하 지 않 을 경 우

전류계가 영구적으로


저항 R3 1K

저항 R2

2.2K

저항 R1 560

I3 I2 I1

Mokwon Univ.


95

- 세부실험 [1] : 저항전류(I3) 측정

METEX MS-9170 DC 5V

GP-4303TP

I3 I2 I1 주의 사항










저항 R3 1K

저항 R2

2.2K

저항 R1 560

Mokwon Univ.


96


METEX MS-9170 DC 5V

GP-4303TP











저항 R3 1K

저항 R2

2.2K

저항 R1 560

Mokwon Univ.


97


METEX MS-9170 DC 5V

GP-4303TP











저항 R3 1K

저항 R2

2.2K

저항 R1 560

Mokwon Univ.


98

- 세부실험 [2] : 5mA 전류

METEX MS-9170 DC ? V

GP-4303TP

주의 사항



병렬로 연결하면 전류계에

과다한 전류가 흘러서

fuse가 끊어지거나 fuse가




저항 R3

3.3K

저항 R2

2.2K

저항 R1 1K

5mA

METEX MS-9170 의

전 휴 계 가 5mA 될

때 까 지 직 류 전 원

공급기 GP-4303TP의

전압을 0V에서 서서히

올림

Mokwon Univ.


99

- 세부실험 [2] : 전압측정

METEX MS-9170 DC ? V

GP-4303TP

주의 사항










저항 R3

3.3K

저항 R2

2.2K

저항 R1 1K

5mA

직류전원공급기 GP-

4303TP 의 전 압 을

0V에서 서서히 올려

METEX MS-9170 의

전휴계가 5mA될 때

MS-9170으로 전원

공 급 기 의 전 압 을

측정

Mokwon Univ. 100

실험 4. 직병렬회로

Mokwon Univ. 101

실험4. 직병렬회로

(1) I1, I2, Va를 각각 계산하라. (2) (1)에서 계산한 결과가 맞는지 Pspice를 이용해서 확인하라.

aV

1I

2I

- 예비과제 1

Mokwon Univ. 102


- 예비과제 2

(1) I7, I8, I9, I10 를 각각 계산하라. (2) (1)에서 계산한 결과가 맞는지 Pspice를 이용해서 확인하라.

I7 I9

I8

I10

Mokwon Univ.


103

- 세부실험 [1] : 전체저항(RT) 측정

METEX MS-9170

R1

1 k

R2

R3

R4

R5

R6

8.2 k

3.3 k

10 k

4.7 k

4.7 k

* 부품 결선을 변경하여 개별저항도 측정

Mokwon Univ.


104

METEX MS-9170

R1

1 k

R2

R3

R4

R5

R6

8.2 k

3.3 k

10 k

4.7 k

4.7 k

IT I3 I5

I2 I4

DC 5V

GP-4303TP

Vs

V1 V2 V3


① 주의 사항: 실제

전압이 측정

범위를 크게 과할

경우 테스터가

손상될 수 있다.

②

부하효과(loading)

: 전압계의 내부

임피던스가 충분히

크지 않아서 실제

전압보다 작게

측정되는 현상.

Mokwon Univ.


105

METEX MS-9170

R1

1 k

R2

R3

R4

R5

R6

8.2 k

3.3 k

10 k

4.7 k

4.7 k

IT I3 I5

I2 I4

DC 5V

GP-4303TP

Vs

V1 V2 V3


Mokwon Univ.


106

METEX MS-9170

R1

1 K

R2

R3

R4

R5

2.2K

3.9K

1.5 k

560

IT=1mA

I2 I4

I1

I3

DC ? V

GP-4303TP

Vs VA

VB

V5

- 세부실험 [2] :

회로에 흐르는 전체 전류가 1mA가 되도록 전원전압을 조정하고 R1, R2에 흐르는 전류는 A, B 양단 전압으로부터 계산

Mokwon Univ.


107

METEX MS-9170

VR1

R3

R4

R2

Unknown

560

100

DC 5 V

GP-4303TP

- 세부실험 [3] : 휘스톤브리지

VA

VB

VA와 VB 전압이 같도록 가변저항 VR1을 조정한 후 가변저항값을 측정하여 R3 저항값을 계산

2500

VB

Mokwon Univ. 108

실험 5. 중첩의 원리

Mokwon Univ. 109

실험5. 중첩의 원리

- 이론

여러 개의 전원을 포함한 전기회로에서 소자의 전기량(전류, 전압)은 각 전원에 대한 전기량을 따로 구하여 이들을 합한 것과 같다.

V1=12V

R1

R2

R3

+-

+-

V2=6V

1kΩ

2kΩ

1kΩI

V 1 =12V

R 1

R 2

R 3

+ -

1k Ω

2k Ω

1k Ω I

R 1

R 2

R 3

+ -

V 2 =6V

1k Ω

2k Ω

1k Ω I

Mokwon Univ. 110


- 예비과제 : 중첩의 원리를 이용하여 회로도의 I1, I2, I3 , V1 , V2 , V3 값을 구하시오.

VR1 VR2

VR

3

1.5K 2.2K

1K

1.5K 2.2K

1K

1.5K 2.2K

1K

2V 3V

3V 2V

Mokwon Univ.


111

- 세부실험 [1]

V1 V2

V3

1K 1K

1K

DC 6V

DC 4V

중첩의 원리를 이용하여 회로도의 저항 R1, R2, R3 에 흐르는 전류 I1, I2, I3 와 저항 R1, R2, R3 양단 전압 V1 , V2 , V3 을 측정

회로도

전원 V1 회로도

V1-1 V1-2

V1--3

1K 1K

1K

DC 6V

I1-1 I1-2

I1-3

V2-1 V2-2

V2-3

1K 1K

1K DC 4V

I2-1 I2-2

I2-3

전원 V2 회로도

Mokwon Univ.


112

METEX MS-9170

R1

1 k

R3

R2

1 k

1 k

I1 I3

I2

DC 6V

GP-4303TP

V3

- 세부실험 [1] : 저항 양단의 전압 측정

DC 4V

IND

VS1 VS2

Mokwon Univ.


113

METEX MS-9170

R1

1 k

R3

R2

1 k

1 k

I1 I2

I3

DC 6V

GP-4303TP

V3

- 실험 1 : 저항에 흐르는 전류 측정

DC 4V

IND

VS1 VS2

Mokwon Univ.


114

METEX MS-9170

R1

1 k

R3

R2

1 k

1 k

I1 I2

I3

DC 6V

GP-4303TP

V3

- 실험 1 : 전원 V1에 의한 저항 양단의 전압 측정

IND

VS1

Mokwon Univ.


115

METEX MS-9170

R1

1 k

R3

R2

1 k

1 k

I1 I2

I3

DC 6V

GP-4303TP

V3

- 실험 1 : 전원 V1 에 의하여 저항에 흐르는 전류 측정

IND

VS1 VS2

Mokwon Univ.


116

METEX MS-9170

R1

1 k

R3

R2

1 k

1 k

I1 I3

I2

GP-4303TP

V3

- 실험 1 : 전원 V2에 의한 저항 양단의 전압 측정

DC 4V

IND

VS2

Mokwon Univ.


117

METEX MS-9170

R1

1 k

R3

R2

1 k

1 k

I1 I3

I2

GP-4303TP

V3

- 실험 1 : 전원 V2에 의하여 저항에 흐르는 전류 측정

DC 4V

IND

VS2

Mokwon Univ.


118

METEX MS-9170

R1

1 K

R2

R3

1 K

2.2K

DC 5V

GP-4303TP - 세부실험 [2] : R3에 흐르는 전류 측정

DC 2V

PAR

VS1

VS2

GND

전체전류

2V 전원에 의한 전류

5V 전원에 의한 전류

Mokwon Univ.


119

METEX MS-9170

R1

1 K

R2

R3

1 K

2.2K

DC 5V

GP-4303TP - 세부실험 [2] : R3 양단 전압 측정

DC 2V

PAR

VS1

VS2

GND

Mokwon Univ. 120

실험 6. 회로정리와 변환 - 테브난/노톤 정리

- 최대전력전달

Mokwon Univ.

실험6. 회로정리와 변환

121

임의의 회로망을 등가전압원과 등가출력저항으로 환산하여 Thvenin 등가회로로 변환

VRR

RVTh

21

2

21

21

RR

RRRTh

R1

R2

등가전압원 환산 방법

thR

thVV

전압원은 단락(Short)

a, b 단자는 Open

a

b

a

b

- 이론 : Thevenin 정리

R1

R2

V

a

b

≡

→ 등가출력저항

R1

R2V

a

b

→ 등가전압원 + -

- 임의의 회로망 - Thvenin 등가회로

등가출력저항 환산 방법

Mokwon Univ.


122

임의의 회로망을 등가전류원과 등가출력저항으로 환산하여 Norton 등가회로로 변환

R1

R2

등가전류원 환산 방법

V

전압원은 단락(Short)

a, b 단자는 잔락(Short)

a

b

a

b

- 이론 : Norton의 정리

R1

R2

V

a

b

≡

→ 등

가출

력저

항

R1

R2

V

a

b

→ 등

가전

류원

- 임의의 회로망 - Norton 등가회로

등가출력저항 환산 방법

RN IN

1R

VIN

IN

21

21

RR

RRRN

Mokwon Univ.


- 예비과제 1

a

b

12Vdc

a

b

LV

LI

1. 위 회로의 a,b 단자에서 본 Thevenin 등가회로를 구하시오.

(VTh , RTh Thevenin 등가회로)

2. RL을 5KΩ으로 바꿨을 때 테브난 등가회로를 이용해서 전압VL, 전류IL를 계산하시오.

123

Mokwon Univ.


- 예비과제 2

a

b

1. 위 회로의 a,b 단자에서 본 Norton 등가회로를 구하시오.

(VTh , RN Norton 등가회로)

2. RL을 5KΩ으로 바꿨을 때 Norton 등가회로를 이용해서 전압VL, 전류IL를 계산하시오.

12Vdc

a

b

LV

LI

124

Mokwon Univ.

실험 6. 회로정리와 변환

125

METEX MS-9170

R1

5 k

R3

R2

4.7 k

5 k

DC 10V

GP-4303TP

Vth

- 세부실험 [1] : 테브난 등가회로 측정

IND

Vth/2 VR1

가변저항 VR1을 삽입하여 전압계의 전압이 Vth/2가 되도록 가변저항 VR1을 조정하였을 때 가변저항 VR1의 저항값이 테브난 등가출력저항임

Mokwon Univ.


126

METEX MS-9170

R1

10 k

R3

R2

4.7 k

4.7k

DC 8 V

GP-4303TP

Ith

- 세부실험 [2] : 노톤 등가회로 측정

IND

Ith/2

VR1

가변저항 VR1을 삽입하여 전압계의 전압이 Ith/2가 되도록 가변저항 VR1을 조정하였을 때 가변저항 VR1의 저항값이 노톤 등가출력저항임

Mokwon Univ.


127

METEX MS-9170

Rs

1 K

RL

DC 10V

GP-4303TP - 세부실험 [3] : 최대전력전달

IND

VS

200/400/600/800/1000/1200/1400/ 1600/1800/2000

Mokwon Univ.


128

METEX MS-9170

R1

2.2 K

R2

RL

4.7 K

5 K

DC 5V

GP-4303TP - 세부실험 [4] : R3 에 흐르는 전류측정

DC 5V

IND

VS1

VS2

GND

Mokwon Univ. 129

교류회로 실험용 부품 - 커패시터 - 인덕터

Mokwon Univ. 130

0-2. 교류회로 예비 지식

- 교류회로용 부품 : 커패시터 종류

The battery gives some current to the capacitor which the capacitor then gives to the light bulb, once its full up.

Mokwon Univ. 131


- 교류회로용 부품 : 커패시터의 종류

Ceramic disk Monolithic ceramic

Dipped silver-mica

Mylar Mylar

Solid tantalum, polarized

Radial aluminum electrolytic

Axial aluminum electrolytic

Mokwon Univ. 132


- 교류회로용 부품 : 커패시터 부호(판독례, 세라믹 커패시터)

4

First Digit

First Figure

Second Digit

Second Figure

Third Digit

# of Zeros

Fourth Digit

Tolerance

7 2 K

4 7 00 K

4700 pF 10%

Code Tolerance

A ±0.05%

B ±0.1%

C ±0.25%

D ±0.5%

F ±1%

G ±2%

J ±5%

K ±10%

M or NONE ±20%

N ±30%

Q −10%, +30%

S −20%, +50%

T −10%, +50%

Z −20%, +80%

Disc Capacitors

Note: Units on Disc Capacitors are always in pico-farads

Mokwon Univ. 133


- 교류회로용 부품 : 커패시터 (색)부호표

Source : www.ipctraining.com 세라믹 커패시터

Mokwon Univ. 134


- 교류회로용 부품 : 인덕터의 종류

Molded inductor & air-wound inductor

Adjustable air-wound inductor

Ferrite core toroidal transformer Iron powder toroidal

inductor Air wound inductor

Mokwon Univ. 135


- 교류회로용 부품 : 인덕터 색부호표

Mokwon Univ. 136


- 예비과제

(1) 다음과 같이 세자리 숫자로 표시된 커패시터의 용량은 ? a. 472 b. 574 c. 673

(2) 다음의 커패시터 용량을 세자리 숫자로 표시 a. 0.37 uF b. 270 uF c. 56 uF

(3) 다음과 같이 색띠로 표시된 인덕터의 인덕턴스는 ? a. Brown/Black/Red/Silver b. Orange/Brown/Yellow?gold

(4) 다음과 같은 인덕턴스를 가지며 오차가 ±10%인 언덕터를 색띠값으로 표시 a. 6.5 mH b. 11 mH c. 4.7 mH

Mokwon Univ. 137

교류회로 실험용 계측기 - 오실로스코프 - 함수발생기

Mokwon Univ. 138

0-2. 교류회로실험용 계측기

- 교류 측정용 기자재: 오실로스코프 (Digital Storage Oscilloscope : TDS2010)

Source : Tektronix 오실로스코프 입문서 다중채널 파형 표시

Vertical(수직) : 신호의 감쇠 또는 증폭. 볼트 영역 컨트롤을 사용하여 신호의 진폭을 원하는 측정 범위로 조정합니다. Horizontal(수평) : 시간축. 초 영역 컨트롤을 사용하여 화면 전체에서 수평으로 표시되는 영역별 시간의 양을 설정합니다. Trigger(트리거) : 오실로스코프의 트리거링. 트리거 레벨을 사용하여 반복신호를 안정화하거나 단일 이벤트에 대해 트리거하도록 설정합니다.

Mokwon Univ. 139


- 교류 측정용 기자재 : 오실로스코프(샘플링 모드)

Mokwon Univ. 140

Power and precision: with up to 200 MHz

bandwidth and 2 GS/s maximum sample rate,

color LCD display

The probe check wizard ensures optimal probe set-up.

CompactFlash® mass storage

enables quick transfer of data

between oscilloscope and PC.

help Eleven standard automatic measurements.

analog-style controls

external triggering


OpenChoice™ Software Easily document and analyze your measurement results.

- 교류 측정용 기자재 : 오실로스코프 TDS2010(4CH)

Mokwon Univ. 141

AutoRange Save/Recall

Measure Acquire

Help

Auto Set

Run/ Stop

Single

Trig View

Set to Zero

Position

Horiz

Scale

Horizontal

Vertical

Force Trig

Set To 50%

Trig Menu Level

Ref Utility

Cursor Display

Default Setup

5V 1kHz Check

USB Flash Drive

Trigger

Math (+, -, x) (FFT)

Power On/Off Button

Probe check


- 교류 측정용 기자재 : 오실로스코프 TDS-2000계열(4CH)

Mokwon Univ. 142

AutoRange Save/Recall

Measure Acquire

Help Auto Set

Run/ Stop

Single

Trig View

Set To Zero

Position

Horiz Menu

Scale

Horizontal Vertical

Force Trig

Set To 50%

Trig Menu

Level

Ref Utility

Cursor

Display Default Setup

5V 1MHz Check

USB Flash Drive Trigger

Math (+, -, x) (FFT)

Power On/Off Button

Probe check

Multipurpose Knob

Option Buttons

Front-Panel Buttons

And Knob labels


- 교류 측정용 기자재 : 오실로스코프 TDS-2000계열(Tektronix TDS-2010N 2CH)

Mokwon Univ. 143

BNC Connector

Retractable Hook Tip

Alligator Clip Ground Lead

Attenuation Switch

Calibration Adjust Knob

- 교류 측정용 기자재 : Oscilloscope 계측용 Probe

Coaxial Cable


Finger Guard

(Bayonet Neill–Concelman)

10X (“10배"라고읽음) 감쇠 프로브는 1X 프로브에 비해 회로 부하가 낮고 뛰어난 범 용 패 시 브 프 로 브 로 10mVpp이상의 전압파형 측정

Mokwon Univ. 144

① Push Default Setup Button

5Vpp 1kHz Check

② Connect Oscilloscope Probe (10X)

③ Push Auto Set Button

CH 1 BNC

Probe COMP

Probe 접지

④ Check the display

⑤ Repeat CH 2, CH 3 … (채널 버튼 2번 누르고 CH 2 버튼 한번 누름


- 교류 측정용 기자재 : Oscilloscope 계측용 Probe로 5 Vpp 1 kHz 검사(4CH)

Mokwon Univ. 145

① Default Setup Button을 누릅니다. ( 이때 프로 브는 10X)

5Vpp 1kHz Check

② Connect Oscilloscope Probe (10X)

③ AutoSet Button 을 누릅니다.

CH 1 BNC

Probe COMP

Probe 접지


⑤ CH 1 버튼을누른 후 CH2 버튼을 눌러 ②, ③번 반복

CH 2 BNC


- 교류 측정용 기자재 : Oscilloscope 자체 기능검사 (전원 On시 검사)

Default Setup

Auto Set

1 2

CH1 CH2

① Power On/Off Button을 누르고 PASSED가 나오면

Mokwon Univ. 146

5Vpp 1kHz Check ① Connect

Oscilloscope Probe (10X)

CH 1 BNC

Probe COMP

Probe 접지

③ Check the display

CH 2 BNC


- 교류 측정용 기자재 : Oscilloscope (2CH) 계측용 전압 Probe 검사(프로브를 바꿀 때 마다 검사)

② Probe Check Button을 누룹니다.

PASSED

Mokwon Univ. 147

5Vpp 1kHz Check ② Connect

Oscilloscope Probe (10X)

CH 1 BNC

Probe COMP

Probe 접지


CH 2 BNC

⑤ 필요 시 조정한 후 반복


- 교류 측정용 기자재 : Oscilloscope 계측용 전압 Probe 보정(2CH)

① 1 Probe Voltage Attenuation option and select 10X.

1

CH1

③ AutoSet Button 을 누릅니다.

Auto Set

Mokwon Univ. 148


- 교류 측정용 기자재 : 디스플레이 영역

Trigger 상태 Acquisition Mode

horizontal trigger position trigger Time -130.0us

Edge or Pulse Width

trigger level

ground reference points

CH1/CH2 ↓ : Inverted 1.00V / 1.00A : Vertical Scale Factor BW : Bandwidth Limited

main time base setting

100us

window time base setting

100ms trigger source Edge or Pulse Width trigger level

750mV

messages Date and Time

Trigger Frequency 1.00000kHz

Trigger

Mokwon Univ. 149


- 교류 측정용 기자재 : 수평/수직 및 Trigger 조정

position

Scale

Menu

CH1/CH2 수직 위치 조정

CH1/CH2 On/off

CH1, CH2에 대한 Math(+, -, X, FFT기능

CH1/CH2 수직 배율(Volts/div) 선택

수평 위치 조정

수평 배율(Time/DIV) 선택

수평 메뉴 표시

수평 위치를 0으로 설정

Edge또는 Pulse Trigger시 Trigger

Level 조정

Trigger 메뉴 표시

Trigger Level을

Trigger 신호의 ½로 설정

Trigger 신호 조정에

관계없이 채널 신호 표시

버튼을 누르는 동안 Trigger 신호파형 표시

Mokwon Univ. 150


- 교류 측정용 기자재 : 메뉴와 조정/신호입력 커넥터

LED LED

LED

Mokwon Univ. 151

- 교류 측정용 기자재 : Function Generator(함수발생기, Protek GD-1010)

Cursor Key

Tuning Knob

Function Key

Numeric Pad Key

WAVEform 파형

FREQuency 주파수

AMPLitude 진폭

RANGE 측정단위 ENTER

숫자입력

OFFSET DC 오프셋

DUTY 듀티사이클

MODE 통신, 변조

TRIG 외부입력

CANCEL 입력 취소


Mokwon Univ. 152

저항 R1 1K


- 교류 측정용 기자재 : 오실로스코프 측정법 [1 ,교류와 직류 혼합 전압파형 측정 ]

① Power On/Off Button 을 누릅니다.

5Vpp, 1kHz 사인파 DC offset 2V

전류 or 전압

시간 0

진폭

주파수 AC성분

DC성분

- AC성분의 기준치를 제공한다.

- 정보는 포함되어 있지 않다.

바이어스

Mokwon Univ. 153

저항 R3

저항 R1

저항 R2

커패시터 C1


- 교류 측정용 기자재 : 저항 R1 양단 교류전압 측정 시 잘못된 접지 연결! (매우 중요)

계측기의 접지임

Mokwon Univ. 154

저항 R3

저항 R1

저항 R2

커패시터 C1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

V1 V2

1. Push the 1 (channel 1 menu) button and set the Probe Voltage Attenuation option to 10X.

2. Push the 2 (channel 2 menu) button and set the Probe Voltage Attenuation option to 10X.

3. If using P2220 probes, set their switches to 10X. 4. Push the AutoSet button. 5. Push the Math button to see the Math Menu. 6. Push the Operation option button and select -. 7. Push the CH1-CH2 option button to display a new

waveform that is the difference between the displayed waveforms.

8. To adjust the vertical scale and position of the Math waveform, follow these steps:

a. Remove the channel 1 and channel 2 waveforms from the display.

b. Turn the channel 1 and channel 2 Vertical Scale and Vertical Position knobs to adjust the vertical scale and position of the Math waveform.


- 교류 측정용 기자재 : 저항 R1 양단 교류전압 측정 시 올바른 접지 연결!

Mokwon Univ. 155

저항 R3

저항 R1

저항 R2

커패시터 C1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

V1

V2

1. 2. 3. 4.는 앞장과 동일 5. Turn the Vertical Scale (volts/division) knobs to display

approximately the same amplitude signals on each channel. 6. Push the Display button to see the Display Menu. 7. Push Format XY.

The oscilloscope displays a Lissajous pattern representing the input and output characteristics of the circuit.

8. Turn the vertical Scale and vertical Position knobs to optimize the display.

9. Push Persist Infinite.


- 교류 측정용 기자재 : 리사쥬 패턴 측정 방법

Mokwon Univ.


156

- 교류 측정용 기자재 : 리사쥬 패턴

Mokwon Univ.


157

- 교류 측정용 기자재 : 펄스 측정 방법

Mokwon Univ.


158

- 교류 측정용 기자재 : 펄스 측정 방법

Mokwon Univ.


159

- 교류 측정용 기자재 : 케이블 및 커넥터

Mokwon Univ. 160

실험 7. R-C회로

Mokwon Univ. 161

fCXC

2

1

주파수(f)와 capacitance(C) 값에 반비례한다.

RC 회로의 Impedance Z

CXX Reactance

jXRZ Impedance

Capacitor의 주파수 특성곡선

실험 7. R-C 회로

- 이론 : 커패시터 주파수 특성

Mokwon Univ. 162

충전 또는 방전 시 정상상태(DC구간)의 일정 지점까지 변하는 시간

Time constant가 작다 input에 대한 반응 속도가 빠르다!!!

충전

방전

V

tRC

36.8%

63.2%

0%

timeRC

tiCVQ

V

QC

V

tV

V

tiR

V

QRRC

timetRC


- 이론 : 커패시터의 시간적 특성 (Time Constant, 시정수)

시정수 :

충전전하량 :

정전용량 :

커패시터 양단전압 : V시간: t

커패시터에 흐르는 전류: i

정상상태(충전시)

정상상태(방전시)

100%

정상상태 충전전압에 대하여 시정수에서 도달되는 충전전압 비율(충전시)

충전된 전압에 대하여 시정수에서 도달되는 방전전압 비율(충전시)

Mokwon Univ. 163

V

t=0 t=∞ t=RC t

Vi의 약 63.2%지점

Vi


- Time Constant(시정수)

5V square wave (Volt/Div 1V)

Mokwon Univ. 164

저항 R1

커패시터 C1

Vs VC


- 세부실험 [1] : 디지털멀티미터로 교류전압 측정

10 K 0.01 uF

Vs : 5Vrms , 1kHz 정현파

METEX MS-9170

-저항 R1 양단의 교류전압 VR = VS-VC - 교류 전류 I = VR / R1

Protek GD-1010

Mokwon Univ. 165

저항 R1

커패시터 C1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

Vs VC


- 세부실험 [1] : 오실로스코프로 측정 (올바른 접지 연결 주의!)

10 K 0.01 uF

Vs : 5Vrms, 1kHz 정현파

Protek GD-1010

-저항 R1 양단의 교류전압파형 VR = VS-VC (오실로스코프의 Math 기능 이용)

TDS-2010N

Mokwon Univ. 166

저항 R1

커패시터 C1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

VS VR



10 K 0.01 uF

Vs : 5Vrms, 1kHz 정현파

Protek GD-1010


TDS-2010N

Mokwon Univ. 167

저항 R1

커패시터 C1

VS VR


- 세부실험 [2] : 디지털멀티미터로 교류전류 측정

330 0.2 uF Vs : 5Vrms,

1kHz 정현파

Protek GD-1010

METEX MS-9170

커패시터에 흐르는 전류

저항에 흐르는 전류

전체 전류

Mokwon Univ. 168

저항 R1

커패시터 C1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

Vs VC


- 세부실험 [3] : 오실로스코프로 주파수특성 측정 (올바른 접지 연결 주의!)

10 K 0.01 uF

Vs : 10Vrms, 100Hz ~ 10kHz 정현파

Protek GD-1010


TDS-2010N -교류 전류 I = VR / R1

Mokwon Univ. 169

저항 R1

커패시터 C1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

Vs

VA


- 세부실험 [4] : 오실로스코프로 교류 전압 측정

1 K

0.1 uF

Vs : 10Vrms, 5 kHz 정현파

Protek GD-1010



0.047 uF

커패시터 C2

저항 R2

680

VC

Mokwon Univ. 170

실험 8. R-L회로

Mokwon Univ. 171

fLX L 2

RL 회로의 Impedance Z

LXX Reactance

jXRZ Impedance

인덕터의 주파수 특성곡선

실험 8. R-L 회로

- 이론 : 인덕터 주파수 특성

유도성 Reactance : 주파수(f)와 inductance(L) 값에 비례한다.

Mokwon Univ. 172

정상상태(DC구간)의 일정 지점까지 변하는 시간

Time constant가 작다 input에 대한 반응 속도가 빠르다!!!

충전

방전

V

tRC

36.8%

63.2%

0%

timeR

L

tvLI

IL

I

tI

I

tv

RIRR

L

11

timetR

L


- 이론 : 인덕터의 시간적 특성 : Time Constant(시정수)

시정수 :

자속 :

인덕턴스 :

인덕터에 흐르는 전류 : I시간: t

인덕터 양단전압 : v

정상상태

정상상태

100% R-L 직렬회로 양단의 직류전압 에 대하여 시정수에서 도달되는 R-L 직렬회로에 흐르는 전류

R-L 직렬회로에 정상상태 전류가 흐르도록 일정 시간이 지난 후 R-L 직렬회로를 단락 시시정수에서 도달되는 R-L 직렬회로에 흐르는 전류

I

L/R

정상상태 전류

단락전류

패러데이법칙 : t

v

Mokwon Univ. 173

V

t=0 t=∞ t=RC t

Vi 의 약 63.2%지점

Vi


- 이론 : Time Constant(시정수)

1V square wave (Volt/Div 1V)

I

I

I

Mokwon Univ. 174

저항 R1 인덕터(코일)

L1 Vs VL


- 세부실험 [1] : 디지털멀티미터로 교류전압 측정

1 K 22 mH

Vs : 5Vrms , 1kHz 정현파

METEX MS-9170

-저항 R1 양단의 교류전압 VR = VS-VL - 교류 전류 I = VR / R1

Protek GD-1010

전원전압

인덕터 양단의 전압

Mokwon Univ. 175

저항 R1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

Vs


- 세부실험 [1] : 오실로스코프로 교류전압측정 (올바른 접지 연결 주의!)

10 K Vs : 5Vrms, 1kHz 정현파

Protek GD-1010


TDS-2010N

인덕터(코일) L1

22 mH

VL

Mokwon Univ. 176

저항 R1 VS VR



220 Vs : 5Vrms, 1kHz 정현파

Protek GD-1010

METEX MS-9170

인덕터(코일) L1 68 mH

인덕터에 흐르는 전류

저항에 흐르는 전류

전체 전류

Mokwon Univ. 177

저항 R1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

Vs


- 세부실험 [3] : 오실로스코프로 주파수특성 측정 (올바른 접지 연결 주의!)

680 Vs : 10Vrms, 100Hz ~ 10kHz 정현파

Protek GD-1010

-저항 R1 양단의 교류전압파형 VR = VS-VL (오실로스코프의 Math 기능 이용)

TDS-2010N

-교류 전류 I = VR / R1


68 mH

VL

Mokwon Univ. 178

저항 R1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

Vs

VA


- 세부실험 [4] : 오실로스코프로 교류 전압 측정

6.7 K Vs : 10Vrms, 5 kHz 정현파

Protek GD-1010

-저항 R1 양단의 교류전압파형 VR = VS-VB (오실로스코프의 Math 기능 이용)


저항 R2

3.3 K

VB


68 mH


33 mH

Mokwon Univ. 179

실험 9. R-L-C 회로

Mokwon Univ. 180

fLX L 2

RLC 회로의 Impedance Z

LC XXX Reactance

jXRZ Impedance

주파수 특성곡선

실험 9. R-L-C 회로

-이론 : 직렬 R-L-C 회로 주파수 특성

fCXC

2

1

fLfC

X

22

1

직렬 L-C 회로의 주파수 특성곡선

Mokwon Univ. 181

저항 R1

커패시터 C1

Vs VC

실험 9. R-L-C 회로(직렬)

- 세부실험 [1] : 오실로스코프로 교류전압 측정

100 0.1 uF

Vs : 5Vrms , 1kHz~20kHz 정현파

- 저항 R1 양단의 교류전압 VR = VS-VC - 커패시터 C1 양단의 교류전압 VC = VC-VL - 교류 전류 I = VR / R1

Protek GD-1010


10 mH

TDS-2010N

VL

Mokwon Univ.

METEX MS-9170

182

저항 R1

커패시터 C1

Vs VC

실험 9. R-L-C 회로(병렬)


100

0.1 uF


Protek GD-1010


10 mH

VL

Mokwon Univ.

METEX MS-9170

183

저항 R1

커패시터 C1

Vs

VC

실험 9. R-L-C 회로(직병렬)


47

1 uF


- 저항 R1 양단의 교류전압 VR = VS-VC - 커패시터 C1 양단의 교류전압 VC = VL - 교류 전류 I = VR / R1

Protek GD-1010


1 mH

VL

Mokwon Univ. 184

저항 R1

커패시터 C1

Vs

VC

실험 9. R-L-C 회로(직병렬)


47

1 uF


- 저항 R1 양단의 교류전압 VR = VS-VC - 커패시터 C1 양단의 교류전압 VC = VL - 교류 전류 I = VR / R1 - Math 기능 이용

Protek GD-1010


1 mH

VL

TDS-2010N

Mokwon Univ. 185

실험 10. 기본필터회로

Mokwon Univ. 186

저항 R1

CH 1 BNC

CH 2 BNC

Vin

Vout

실험 10. 기본 필터 회로


2.2 K Vs : 1 Vrms, 100 Hz ~ 2000kHz 정현파

Protek GD-1010

TDS-2010N


4.7 mH

Mokwon Univ. 187

저항 R1

커패시터 C1

CH 1 BNC

CH 2 BNC



100 0.1 uF Vs : 5Vrms,

1kHz 정현파

Protek GD-1010

TDS-2010N

Vin

Vout

Mokwon Univ. 188

저항 R1

커패시터 C1

VC



100

0.002 uF Vs : 5Vrms , 10kHz~ 1000kHz 정현파

Protek GD-1010


1 mH

TDS-2010N

VL Vin

Vout

Mokwon Univ. 189

저항 R1

커패시터 C1



100 0.01 uF

Vs : 5Vrms , 4kHz~ 6kHz 정현파

Protek GD-1010


100 mH

TDS-2010N

VL Vin

Vout

Mokwon Univ. 190

실험 11. 미적분회로

Mokwon Univ. 191

저항 R1

커패시터 C1

CH 1 BNC

CH 2 BNC



100 K 0.001 uF Vs :

피크 전압 10Vp-p, 주기 200us, Duty Cycle 50%

Protek GD-1010

TDS-2010N

Vin

Vout

Mokwon Univ. 192

저항 R1

CH 1 BNC

CH 2 BNC



Protek GD-1010

TDS-2010N


100 mH

Vs : 피크 전압 5Vp-p, 주기 2 ms, Duty Cycle 50%

Vin

Vout

100 /200/300/400/500

Mokwon Univ. 193

저항 R1

CH 1 BNC

CH 2 BNC



Protek GD-1010

TDS-2010N


1 mH Vs : 피크 전압 5Vp-p, 주기 2 ms, Duty Cycle 50%

100 Vin

Vout

Mokwon Univ. 194

커패시터 C1

CH 1 BNC

CH 2 BNC



0.001 uF Vs : 피크 전압 5Vp-p, 주기 2 ms, Duty Cycle 50%

Protek GD-1010

TDS-2010N

1 mH


Vin

Vout

Documents

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