아주대학교 물리학실험2 A+ 결과보고서 실험17 - 축전기의 충 방전

소개글

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목차

[1] 측정값 및 계산
1. 충전 현상
2. 방전 현상
3. 시간 상수
4. 충 / 방전 그래프

[2] 토의
1. 질문에 대한 검토
2. 실험과정 및 결과에 대한 검토

본문내용

[2] 토의
1. 질문에 대한 검토
질문 1. 충전이 시작되는 시간 또는 방전이 시작되는 시간인 를 위의 6에서와 같이 정할 때 오차는 대략 얼마나 될까? 이 오차를 줄이는 방법은 어떤 것이 있을까?
-> 실험에서 는 10.235초와 4.995초로 측정되었는데, 신호의 한 주기가 10초가 되도록 함수발생기를 설정했기 때문에, 실제로 충 / 방전이 시작된 시점은 10.000초와 5.000초였을 것이다. 이 가정에 따르면 오차는 각각 2.35%, 0.05%가 된다. 이 오차를 줄이기 위해서는 충 / 방전이 시작되는 지점을 보다 정밀하게 알아내야 하므로 Sampling Rate를 더 높게 측정해 측정 간격을 줄여야 할 것이다.

질문 2. 위의 분석으로부터 축전기의 충전, 방전 현상이 식 (2)와 (3)의 지수함수형 변화라고 인정되는가?
-> 충전 실험의 경우 와 시간 상수 간의 기대하는 관계에 대한 비교에서 1에 근접한 값이 나와 이론적인 지수함수형 변화와 유사하다고 할 수 있다.

질문 3. 반감기와 시간상수의 관계식 는 성립하는가?
-> 전압이 인 4V에서 1.996V까지 반으로 줄어드는데 걸린 시간, 즉 반감기 0.235초는 인 와의 비가 0.983으로 거의 유사한 값을 보여, 성립한다고 할 수 있다.

질문 4. 이 축전기에 충전된 전하의 최대값 는 얼마인가?
-> 전하량 이므로, 계산한 의 값 에 최대 전압 를 곱한 이 이다.

질문 5. 방전현상에서 가 되는 시간은 시간 상수의 몇 배인가?
-> 방전 실험에서 가 가 되는 데 소요된 시간은 0.230초로, 시간 상수 0.125초의 1.84배이다.

참고 자료

물리학실험 제 11판[수정증보판] / 김기홍 외 14인 / 아주대학교 / 2016 / p. 151 - 154