RC회로 및 시상수 실험결과 보고서

소개

경희대학교 물리학 및 실험2 RC회로 및 시상수 실험결과 보고서 입니다.

목차

❏ 실험제목
❏ 실험목적
❏ 관련이론
❏ 실험방법
❏ 실험결과
❏ 분석 및 토의
❏ 참고자료

본문내용

직류전원에 의해 축전기에 전하가 충전되는 양상을 관찰하고, R-C 회로의
전기적 특성을 대표하는 시상수를 측정하여 축전기의 직렬연결에 대한 등가
전기용량을 알아본다.
관련이론
키르히호프 법칙
간단한 회로에 있어서 저항기의 결합을 단지 등가저항으로 교체하기만 해서
분석 할 수는 없다. 이 회로에서 두 저항기 과 는 마치 그들이 병렬로 연결된
것처럼 보이지만 그렇지 않다. 와 직렬로 연결된 emf때문에 두 저항기 양단
간의 전위차는 동일하지 않다. 또한 과 에는 동일한 전류가 흐르지 않기
때문에 직렬연결도 아니다. 키르히호프(Kirchhoff)의 법칙이라고 하는 다음의
두가지 규칙은 위의 회로와 유사한 다른 많은 회로에 적용된다.
1.임의의 닫힌회로 고리를 순환할 때, 전위변화의 대수적인 합은 0이 되어야 한다.
2.회로의 한 분기점(갈라지는 점)에서 전 전류가 갈라지는 경우에, 분기점으로 흘러들어가는
전류의 총합은 분기점에서 흘러나가는 전류의 총합과 같아야 한다.
키르히호프의 첫번째 법칙은 고리규칙이라고 부르고 보존력인 전기장에 직접적
으로 기인한다. 전기장가 보전력이란 의미는
이다.
여기서 적분은 폐경로 를 따라 선적분을 한다. 전위의 변화와 전기장의
관계는 이다. 그러므로 위의 식은 어떤 폐경로를 따라
전위 변화를 합(의 합)한 양이 0임을 의미한다.
키르히호프의 두 번째 법칙은 분기점 규칙이라고 부르는데 전하보존으로부터 기인
한다. 그림은 전류,그리고 가 흐르는 세도선의 분기점을 나타낸다.
분기점에서 전하가 생성되거나 또는 축적되지 않으므로, 전하보존은 분기점규칙을
내포하고 있고 다음과 같이 표현할 수 있다.
충전(Charge)
기전력에 의하여 Capacitance가 충전된다. 아래 그림과 같이 구성된 회로의
회로 방정식은 식 (1)과 같다.
............................(1)
...................................................(2)
전류 i 값에 옆의 식(2)를 대입하여, 식(1)을 풀면, 식(3)을 얻을 수 있게 된다.
..............(3)
t= RC 일 때 원래 기전력 ε의 (1-e-1)배가 되게 되는데 이때 t=RC 값을
RC시상수라고 한다.
방전(discharge)
기전력 ε=0이 되고 capacitance에 충전된 전하들이 방전된다. 옆의 그림과 같이
구성된 회로의 회로방정식은 식 (4)와 같다.
.................(4)
마찬가지로 전류 ii값에 식(2)를 대입하여, 식 (4)를 풀면 식(5)의 해를
얻을 수 있다.
....................................................(5)
이때도 마찬가지로 t=RC 일 때 값을 RC 시상수 라고 한다.

참고자료

· 없음