직류회로-부산대학교 일반물리학실험

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목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 재료
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험목적
축전기의 충전과 방전 과정을 관찰하여 축전기의 기능을 알아본다.

2. 실험원리
ㄱ. 축전기의 충전 과정
그림 1과 같은 축전기, 저항, 기전력 장치로 구성된 직렬 회로를 생각하자. 축전기가 초기에 충전되지 않았고 스위치가 열려 있으면 회로에는 전류가 흐르지 않는다. 시간 t=0일 때 스위치를 충전 쪽으로 닫으면 전류가 회로에 흐르기 시작하여 축전기에 충전이 된다. 시간 t일 때 축전기에 충전된 전하가 q라면 이는 전류에 의한 것으로 전하의 시간 변화율은 전류와 같다.

<중 략>

[질문 및 토의]
(1) 아날로그 전압계와 전류계의 구조와 원리를 찾아보고 전류계의 자체 저항이 매우 작고, 전압계의 자체 저항은 매우 커야 하는 이유를 설명하여라.
- 전압계의 구조 : 전압계의 구조는 전류계의 구조와 같으나, 가동 코일에 큰 저항이 직렬로 연결되었다는 것이다. 이와 같이 큰 저항을 직렬로 연결한 것은 측정하고자 하는 회로에 흘러야 할 전류가 전압계로 많이 흐르는 것을 막기 위해서이다.
- 전압계의 원리 : 전압계의 가동 코일도 전류의 세기에 따라 회전 각도가 커진다. 그런데 전압계에 흐르는 전류의 세기는 전압에 비례하므로, 전류의 세기에 따라 바늘이 가리키는 눈금을 직접 전압의 단위인 (볼트)로 나타내어 그 전압을 알 수 있다.

- 전류계의 구조 : 전류계는 영구 자석의 두 극 사이의 원통에 코일을 감은 가동 코일이 자기장 속에서 자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있는 구조이다.
- 전류계의 원리 : 가동 코일에 전류가 흐르면, 코일은 자석의 자기장 속에서 힘을 받아 바늘과 함께 오른쪽으로 회전한다. 이때에 가동 코일 위에 붙어 있는 나선형 용수철의 탄력성 때문에 코일은 계속 회전하지 못하고 전류의 세기에 비례하는 각도만큼만 회전하게 된다.

▶ 아날로그 전압계는 전기 회로 상 두 점 사이의 전위 차이를 측정하기 위하여 사용하는 기구이며, 도선에 전압계가 병렬로 연결된다.

참고 자료

일반물리학실험, 제 4판, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2016년
부산대학교 일반물리학실험실, http://gplab.phys.pusan.ac.kr/menu/menu04/board02.html