아주대학교 물리학실험2 A+ 17. 축전기의 충 방전 예비 + 결과 보고서

소개

아주대학교 물리학 실험2 과목 A+를 받은 '17. 축전기의 충방전'에 대한 예비 보고서와 결과 보고서 입니다.

목차

1. 예비 보고서

2. 결과 보고서
1) 실험 제목
2) 실험 결과(측정값 및 계산)
3) 토의
4) 질문에 대한 토의
5) 실험 과정 및 결과에 대한 토의

본문내용

이번 실험은 축전기의 충전과 방전현상을 관측하는 실험으로 그 변화가 지수함수를 따르는지 확인할 수 있었고, 시간상수의 의미도 파악할 수 있었다. 충전과 방전현상에 대한 실험이었지만 한 번에 두 현상을 모두 관측할 수 있도록 컴퓨터를 설정하였기 때문에 한 번의 설정으로 실험을 진행하였다.
충전과 방전현상을 관측하는 실험을 하였는데 20초간 측정을 한 후 자동으로 측정이 끝나도록 설정을 하였다. 두 번의 충전을 진행하는 이유는 처음 충전이 완전한 방전상태에서 시작하지 않기 때문에 두 번째 충전시의 데이터를 사용하기 위함이었다. 처음 충전시의 데이터를 사용한다면 축전기 내에 남아 있던 전하로 인해 우연오차가 발생할 수 있기 때문에 이때의 데이터를 버리고 두 번째 충전시의 데이터를 사용해야 했다. 그리고 축전기에는 전하 가 충전되지만 의 관계가 있으므로 실험에서는 전압 가 어떠한 변화를 일으키는지를 관측하였다.
우선 두 번째 충전에서 충전이 시작되는 점인 을 찾아야 했는데, 충전 시작지점이므로 전압 가 마지막으로 0의 값을 갖는 점을 선택하면 되었다. 그리고 의 값은 최대 전압이므로 충전이 모두 끝났을 때의 전압을 찾아 기록하면 되었다. 다음으로 이러한 의 값으로부터 0.5, 0.632, 0.865, 그리고 0.950의 값을 계산하여 이에 근사한 값들을 그래프로부터 찾았는데 계산값과 측정값의 비교를 통해 충전현상이 의 식을 따르는 지수 함수형 변화인지를 확인할 수 있었다. 그래프가 지수함수의 형태를 보였고, 이론적으로도 지수함수를 따르도록 되어 있었기 때문에 지수 함수형 변화로 나타날 것으로 예상되었고, 결과적으로 약간의 오차는 있었지만 거의 근사한 값이 나왔으므로 지수 함수형 변화를 따른다고 할 수 있었다.

참고자료

· 김상열 외, 물리학실험, 아주대학교 출판부, 제 12판