일반물리학실험 2 RC회로의 충전과 방전

소개글

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목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 이론 및 원리
4. 장치 및 방법 (Experimental method)
5. 실험 결과 (Results)
6. 분석 및 토의 (Discussion)
7. 결론
8. 참고문헌 (Reference)

본문내용

이번 실험에서 오차율에 가장 큰 영향을 미친 것은 주파수이다. 사각파형 주파수와 한 주기 내에서 얼마나 많은 횟수의 전압을 측정할지를 조절하는 주파수 두가지를 잘 조절해야 더 정확한 값을 얻을 수 있다. 사각파형의 주파수가 RC시간상수에 비해 매우 클 경우 축전기의 완전한 충전과 방전이 일어나지 않아 측정에 제한이 생기고 측정 주파수를 너무 작게 할 경우 원하는 전압에서의 시간을 정확하게 측정하는데 제한이 생긴다.

다른 요인으로는 축전지의 축전용량과 저항의 저항값이 일정하지 않았기 때문에 생긴 오차율이 있다. 실험에 사용한 축전지의 용량은 각각 0.1μF,1μF,10μF이고 저항값은 1kΩ,2.2kΩ,10kΩ 이지만 이것은 이론값이고 실제 측정 결과는 미세하게 계속 바뀌는 것을 알 수 있었다. 따라서 실험을 진행할 때 저항값과 축전용량이 변해 생긴 오차율이 있음을 알 수 있다.

실험 2-3의 오차율이 나머지 6개의 실험의 오차율보다 두배정도 크게 측정이 됐다. 이유로는 첫번쨰로 프로그램의 오류가 있다. 프로그램의 오류로 인해 측정이 안됐고 나머지 5개의 실험은 회로를 구성할 때 브레드보드위 연결부의 위치변화 없이 저항과 축전기만 바꿔가며 진행한 실험이지만 실험 2-3을 진행하는 과정에서 프로그램의 오류로 인해 회로의 구성을 기존에서 많이 바꾸었기 때문에 생긴 오차율이 있다. 또한 측정횟수를 정하는 주파수를 다른 실험에 비해 낮게 측정했기 때문에 우리가 실험에서 측정해야 하는 전압인 -2V와 0.52V에서 시간을 정확히 측정하는데 오차가 커지게 됐다.

앞의 실험들은 모두 실제 측정된 시간이 이론값보다 크게 측정이 됐지만 실험 2-3만 측정값이 이론값보다 작게 측정이 됐다. 이는 오차율이 생긴 이유들을 통해 알 수 있는데 첫번째로 실험을 진행할 때 축전지의 축전용량이 9.13 μF보다 커졌기 때문에 실제 RC 시간상수의 이론값이 우리가 계산한 값보다 커졌을 수 있다. 두번째는 측정전압을 0.52V보다 작은 값에서 측정했기 때문이다.

참고 자료

David Halliday, Robert Resnick, JEARL WALKER, 일반물리학2, 11판, P. 171~175, 텍스트 북, 2021.
정희준, IC-PBL을 위한 일반물리학실험, P63~74, 한양대학교 출판부, 2021.