\section{実験条件・実験手順}

\subsection{実験器具}

\begin{itemize}
    \item{$10 \ \text{k}\Omega$ 抵抗器}
    \item{$47 \ \Omega$ 抵抗器}
    \item{$1 \ \text{nF}$ コンデンサ}
    \item{$100 \ \mu\text{F}$ コンデンサ}
    \item{$100 \ \text{mH}$ インダクタ}
    \item{ブレッドボード}
    \item{ジャンパーワイヤ}
    \item{ADALM2000}
    \item{オシロスコープ}
    \item{ファンクションジェネレータ}
\end{itemize}

\subsection{実験1-1}

ADALM2000を使用してRC直列回路に矩形波を入力し, 応答波形を観察する.
なお, 矩形波の周期は$2t$とし, $t$には回路の時定数の1倍, 5倍, 15倍の値を使用する.

抵抗器には10 $\text{k}\Omega$を, コンデンサには1 nFのものを使用した.

\subsection{実験1-2}

ADALM2000を使用してRL直列回路に矩形波を入力し, 応答波形を観察する.
なお, 矩形波の周期は$2t$とし, $t$には回路の時定数の0.5倍, 5倍, 25倍の値を使用する.

抵抗器には10 $\text{k}\Omega$を, インダクタには100 mHのものを使用した.

\subsection{実験2-1}

\Cref{fig:exp21-cd}のRC直列回路を作成し, ファンクションジェネレータを使用して正弦波を回路に入力し, オシロスコープとマルチメータで1 kHzから1 MHzまでの回路のインピーダンス特性を測定する.
オシロスコープで入力信号と抵抗器の電圧との位相差を測定し, マルチメータで抵抗器の電圧を測定する. 電流は抵抗器の抵抗値と電圧から求める.
なお, 入力周波数が10 kHzを超えるとマルチメータの読みが不正確になるのでオシロスコープで10 kHz以上の信号を測定した.
コンデンサの静電容量は1 nFのものと$100 \ \mu\text{F}$のものをそれぞれ測定する.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \begin{circuitikz}
        \ctikzset{bipoles/oscope/waveform=sin}
        \draw (0,0) node[ground]{} to [vsourcesin, l={Fn}] ++(0,4) -- ++(2,0) to [C, l={$C$}] ++(0,-2) coordinate (vr) to [R, l={$47 \ \Omega$}] ++(0,-2) node[ground]{};
        \draw (vr) to [short, *-] ++(2,0) to [short,-*] ++(0,0.5) node[oscopeshape,anchor=in 1](os){$V_R$} (os.in 2) to [short, *-] ++(0,-0.5) node[ground]{};
    \end{circuitikz}
    \caption{Circuit Diagram for Experiment 2-1}
    \label{fig:exp21-cd}
\end{figure}

\subsection{実験2-2}

\Cref{fig:exp22-cd}のRL直列回路を作成し, 実験2-1同様の手順でインダクタのインピーダンス特性を測定する.
インダクタは100 mHのものを使用した.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \begin{circuitikz}
        \ctikzset{bipoles/oscope/waveform=sin}
        \draw (0,0) node[ground]{} to [vsourcesin, l={Fn}] ++(0,4) -- ++(2,0) to [american inductor, l={$100 \ \text{mH}$}] ++(0,-2) coordinate (vr) to [R, l={$47 \ \Omega$}] ++(0,-2) node[ground]{};
        \draw (vr) to [short, *-] ++(2,0) to [short, -*] ++(0,0.5) node[oscopeshape,anchor=in 1](os){$V_R$} (os.in 2) to [short, *-] ++(0,-0.5) node[ground]{};
    \end{circuitikz}
    \caption{Circuit Diagram for Experiment 2-2}
    \label{fig:exp22-cd}
\end{figure}

\subsection{実験2-3}

\Cref{fig:exp23-cd}のRLC並列回路を作成し, ADALM2000のネットワークアナライザ機能を使用して回路の応答特性を測定する.
なお, 回路中に使用した素子は$R_i$には$10 \ \text{k}\Omega$を, $R$には$100 \ \text{k}\Omega$を, $C$には1 nFを, そして$L$には100 mHのものを使用した.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \begin{circuitikz}
        \draw (0,0) node[ground]{} to [vsourcesin, l={ADALM2000}] ++(0,4) to [R, l={$R_i$}] ++(4,0) coordinate (a) ++(0,-4) coordinate (b);
        \draw (a) |- ++(-2, -1) to [R, l={$R$}] ++(0,-2) -| (b);
        \draw (a) |- ++(0,-1) to [american inductor, l={$L$}] ++(0,-2) -| (b);
        \draw (a) |- ++(2,-1) to [C, l={$C$}] ++(0,-2) -| (b);
        \draw (a) ++(0,-1) node[circ]{} (b) ++(0,1) node[circ]{};
        \draw (b) node[ground]{};
        \draw (0,0) ++(0,4) ++(1,0) to [short, *-o] ++(0,0.5) node[above]{$1+$};
        \draw (0,0) ++(0,4) ++(3,0) to [short, *-o] ++(0,0.5) node[above]{$2+$};
        \draw (b) ++(0,0.25) to[short, *-o] ++(0.5,0) node[right]{$1-,\ 2-$};
    \end{circuitikz}
    \caption{Circuit Diagram for Experiment 2-3}
    \label{fig:exp23-cd}
\end{figure}
