RC회로의충방전예비

소개

일반물리실험 RC회로의 충방전예비레포트입니다.
A+자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험기구 및 장치
① 콘덴서 충방전 실험장치(저항, 콘덴서 팩 포함)
② 직류전원공급장치
③ S-CA 시스템
4. 실험방법
⑴ 그림4.3과 같이 전원장치, 저항, 콘덴서, S-CA시스템을 준비한다.
⑶ PhysicsView 프로그램을 실행하고 인터페이스 분석, 데이터로그 보기를 선택한다.
⑻ 방전이 완료되면 데이터로그 보기 화면의 정지 버튼을 클릭한다.
5. 실험값 및 계산
6. 주의사항
② 측정용 명판의 출력단자에 S-CA를 연결하고 컴퓨터를 통해 데이터로그화면을 연다.
⑤ 200K옴의 저항으로 바꾸어 앞에서와 같이 실험해본다.

본문내용

1. 실험 목적
저항과 콘덴서로 이루어진 회로에서의 콘덴서에 인가되는 전압의 시간적 변화를 관측하고 회로의 용량 시간상수를 구한다.
2. 이론 및 원리
그림 4.1과 같이 콘덴서와 저항으로 이루어진 회로에서 콘덴서가 충전되는 동안 회로에 흐르는 전류는 회로의 법칙을 적용해 보면
→ ①
이 되고 q/C는 축전기 판 사이의 퍼텐셜 차이다. I=dq/dt의 관계가 있으므로 식 ①은
다음과 같이 바꾸어 쓸 수 있다.
→ ②
이 식이 전하 q의 시간에 대한 변화를 결정하는 미분 방정식이다. 이 방정식의 해는
→ ③
주어진다. 여기서 초기 조건으로 t=0, q=0라는 조건을 사용하였다. 이 식을 시간에 관하여 미분하면 전류의 시간에 변화를 나타내는 식을 얻게 된다.
→ ④
실험적으로 q(t)의 값은 콘덴서 사이의 퍼텐셜 차를 측정하므로 얻을 수 있다.
→ ⑤
지수 e에 나타나는 양은 차원이 없어야 하므로 RC는 시간의 차원을 갖는다.RC을 회로의 용량 시간 상수라고 하며 라는 기호를 사용하여 나타낸다. 시간 상수는 콘덴서가 완전히 충전되어 평형 상태에 도달했을 때의 전하량이(1-)()배내로 충전되는데 걸리는 시간이다.
충전 과정은 기기의 스위치를 닫으면 콘덴서에는 아무 전하도 없음으로 판 사이에는 퍼텐셜차가 생기지 않는다. 그러므로 회로의 법칙을 사용하면 저항 사이의 퍼텐셜 차는 기전력와 같고 저항에 흐르는 전류는 이다.
이 결과는 전류가 흐르기 시작한 순간에만 맞는다. 왜냐하면 그 이후에는 콘덴서 판 사이에 전하가 쌓여서 그 사이에 q/C의 퍼텐셜 차가 생기기 때문이다.

참고자료

· 없음