[한양대 에리카A+]기초회로이론 capacitor 및 inductor의 특성-교류 회로

목차

1. 관련 이론
2. 실험 결과
3. 결론 및 discussion
4. 실험 결과

본문내용

교류회로에서의 capacitor와 inductor의 특성을 파악하기 위해 교류 회로가 무엇인지를 파악해야 한다. 교류회로는 Alternating current가 흐르는 회로이다. Alternating current는 시간에 따라 전류와 전압이 변화한다. 시간에 따라 변화하는 교류 전류를 정현파로 나타내면 교류 전류를 정현파 함수를 이용하여 나타낼 수 있다.

축전기는 전기 에너지를 저장하는 소자로서 실험에서 사용되는 축전기는 극성이 없는 polyester film capacitor이다. 축전기는 capacitance 값은 C로 나타낸다. 축전기에 흐르는 전류와 전압의 관계는 수식 1과 같이 나타낸다.
i_c=C (dv_c)/dt (수식 1) 정상 상태에서 capacitor의 전압은 수식 2와 같다고 가정한다.
v_c=V_c sinωt (수식 2) 수식 2를 수식 3에 대입하면 수식 3과 수식 4가 성립한다.
C (dv_c)/dt=CV_c ωcosωt=I_c cosωt=i_c (수식 3)
I_c=CV_c ω, C=I_c/(V_c ω) (수식 4) 위의 공식들을 이용하여 아래의 회로에 흐르는 capacitance의 값을 계산할 수 있다.

위의 공식들을 통해 축전기에 흐르는 전류와 전압을 알면 capacitance 값을계산할 수 있다는 것을 알 수 있다. 실험에서는 교류 전압을 측정하기 위해 오실로스코프의 정현파 Vp-p를 읽는다. 위의 회로를 이용해 Vsinωt를 읽으면 그 값은 V값의 2배로 나타난다. 유의할 것은 축전기에서의 전압과 전류의 위상이 같지 않다는 것이다. 축전기에서 전류는 전압보다 90° 앞선다. 따라서 전압이 sine 함수인 경우 전류는 cosine 함수이다. 이상적인 경우 capacitor를 연결했을 때 전류가 새면 안되지만 실제로는 전류가 새기 때문에

참고자료

· 일반물리학2/11판/David Halliday 외 2명/283~290pages
· 광전자실험/55~64pages