산업기술
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트랜스포머는 오직 인덕터로만 기능하며, 사용하지 않는 권선은 개방해 두세요. 전용 초크가 있다면 대체 가능하지만, 취미 키트에는 초크가 드뭅니다.
Lessons In Electric Circuits, Volume 2, Chapter 6: "Resonance" (공진)
인덕터와 커패시터를 병렬로 연결하세요. DC 소스(배터리)로 네트워크를 잠시 활성화하세요. 저장된 에너지가 커패시터 전기장과 인덕터 자기장 사이를 오가며 감쇠 진동을 만듭니다. 탱크 양단에 연결된 오실로스코프로 파형을 관찰하세요.
안전 주의: PC나 사운드 카드를 오실로스코프로 쓰지 마세요. 유도 킥백이 민감한 오디오 입력을 쉽게 손상시킬 수 있는 고전압을 생성합니다.
탱크 회로의 자연(공진) 주파수는 다음과 같습니다:
많은 소형 전력 트랜스포머의 1차 권선 인덕턴스는 약 1H입니다. 진동 주파수 추정 시 이 값을 시작점으로 쓰세요. 높은 Q의 인덕터는 진동을 더 오래 지속시킵니다.
커패시터 값을 바꿔가며 실험하세요. 결과 주파수 변화와 감쇠 시간을 기록하세요. 알려진 정전 용량(미터 측정)과 측정된 공진 주파수(오실로스코프)로 공식을 재배열해 인덕턴스를 구할 수 있습니다:
$$L = \frac{1}{(2\pi f)^2 C}$$
의도적인 저항을 직렬 또는 병렬로 추가하면 안티공진이 생겨 자동차 쇼크 업소버처럼 진동을 감쇠시킵니다.
회로도에는 실제 손실을 모방하는 기생 저항(Rstray)이 포함되어 있습니다. Rstray를 낮추면 감쇠가 길어지고, 제거하면 영구 진동이 발생합니다.
tank circuit with loss l1 1 0 1 ic=0 rstray 1 2 1000 c1 2 0 0.1u ic=6 .tran 0.1m 20m uic .plot tran v(1,0) .end
산업기술
병렬 탱크 회로의 공진 병렬 LC(탱크) 회로에서 공진은 유도 리액턴스(XL = 2πfL)가 용량성 리액턴스(XC = 1/(2πfC))와 정확히 같아질 때 달성됩니다. 유도 리액턴스는 주파수에 따라 증가하고 용량성 리액턴스는 감소하므로, 이 균형을 만족하는 주파수는 오직 하나뿐입니다. 예시: 단순 병렬 공진 회로(탱크 회로). 그림의 회로에는 10µF 커패시터와 100mH 인덕터가 있습니다. 두 리액턴스 공식을 같게 설정하고 주파수에 대해 풀면 공진 주파수를 얻습니다: L = 100mH, C = 10µF일 때 공진 주파수
임의의 주기적 비정현파 파형이 서로 다른 주파수의 정현파 세트로 분해될 수 있다는 원리는 교류 회로 분석의 기초입니다. 회로가 순수 정현파가 아닌 파형으로 구동될 때, 회로 내 소자들은 주파수 성분 스펙트럼이 동시에 인가된 것처럼 반응합니다. 리액턴스 소자들—커패시터와 인덕터—은 존재하는 각 주파수마다 고유한 임피던스를 나타내므로, 전체 응답은 소스의 전체 주파수 스펙트럼에 의존합니다. 이런 상황을 분석하기 위해 엔지니어들은 중첩 정리(Superposition Theorem)에 의존합니다. 다중 주파수 소스를 단일 주파수 전압원들의