RC시상수

소개

경희대 물리학 및 실험2 실험보고서

목차

(1) 실험 제목
(2) 실험 목적
(3) 실험 이론
(4) 실험 방법
(5) 실험결과
(6) 분석 및 토의
(7) 참고문헌

본문내용

(1) 실험 제목
RC 회로 및 시상수 실험

(2) 실험 목적
직류전원에 의해 축전기에 전하가 충전되는 양상을 관찰하고, R-C 회로의 전기적 특성을 대표하는 시상수를 측정하여 축전기의 직렬, 병렬연결에 대한 등가 전기용량을 알아본다.

(3) 실험 이론
초기에 충전상태에 있지 않은 그림1과 같은 RC직렬회로의 동작을 살펴보자. 먼저 스위치 를 c에 연결하면, 공급전압 V에 의한 충전전류가 저항 R을 통하여 커패시터에 흐르기 시 작하여, 일정한 시간이 지나면 충전이 끝나게 된다. 충전이 완료되면 공급전압 V와 Vc가 같게 되어 더 이상 전류는 흐르지 않는다. 이 상태를 정상상태라고 한다. 이 때 충전에 걸리는 시간은 R과 C에 의하여 결정된다. 충전이 완료된 상태에서 스위치를 d에 연결하 면, 커패시터 C에 충전된 전압은 저항 R을 통하여 충전 때와 반대의 방향으로 흘러서 커 패시터의 전압이 감소한다. 이것을 방전이라 한다.

<중 략>

이 실험은 측정 장비를 통해 정해진 조건에서 측정만 하면 되는 실험이기 때문에 오차가 거의 없었다.
실험을 통해 전기용량을 100μF에서 330μF으로 증가시킴에 따라 충전시간과 방전시간이 약 3배 가량 증가한 것을 관찰할 수 있었다. 이것은 전기용량이 커짐에 따라서 완전 충전할 수 있는 전하량이 커지기 때문인 것 같다. 그리고 이론처럼 T=RC를 만족함을 실험을 통해 알 수 있었다. 실험값을 보면 알 수 있듯이 시간과 전기용량은 비례관계에 있다. 즉 저항이 일정할 경우 전기용량이 커지면 충전되는 시간은 늘어나고 전기용량이 작아지면 충전되는 시간은 줄어든다.

참고자료

· 일반물리학 실험 / 임헌화 외 10 / 형설출판사 / p.175~p.178