실험 10. RC회로의 과도응답 및 정상상태응답 예비레포트
분야
hwp2. 준비물
3. 이론
4. 실험진행
목적
RC회로의 과도응답과 정상상태응답을 수학적으로 도출하고 이를 확인한다.
준비물
▶ 오실로스코프
▶ 함수 발생기 (Function Generator)
▶ 저항 1kΩ, 10kΩ
▶ 커패시터 10[uF], 100[uF]
이론
1. 시스템과 RC회로
그림 10-1은 R(저항)과 C(커패시터)로만 구성된 RC회로이다. 하지만 이 RC회로는 아직 시스템이라 부르기엔 불완전하다. 그 이유는 입력, 출력 부분이 정해지지 않아서 시스템으로써의 역할을 하지 못하기 때문이다. RC회로에 입력, 출력 부분을 정함으로써 적분회로(Low Pass Filter)와 미분회로(High Pass Filter)를 만들 수 있다.
⑴ 적분회로(Low Pass Filter)
그림 10-2와 같이 커패시터를 출력으로 하게 되면 적분회로로 동작하며 저주파 성분만을 통과시키는 Low Pass Filter로 사용된다. 입력전압을 Vin이라 하면,
RC >> 1인 경우
가 되어 적분기가 된다.
⑵ 미분회로(High Pass Filter)
그림 10-3과 같이 저항을 출력단자로 사용하면 미분회로로 동작하며 고주파 성분만을 통과시키는 High Pass Filter 특성이 나타난다.
RC 0일 때 KCL을 적용하면
양변을 C로 나누면
위 미분방정식을 변수분리 시켜주면
vc의 초기전압을 V0라 하고 양변을 적분해주면