[결과보고서] RC시상수 실험 보고서입니다.

소개

이론정리와 분석 및 고찰이 매우 잘 정리되어 있습니다.

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 결과값
4. 분석 및 고찰

본문내용

1. 실험목적
직류전원에 의해 축전기에 전하가 충전되는 양상을 관찰하고, R-C회로의 전기적 특성을 대표하는 시상수를 측정한다.
2. 이론
여기서, 스위치를 on/off 하면 저항 R과 콘덴서 C에 걸리는 전압값은 어떻게 바뀔 것인가?

콘덴서는 교류가 흐를 때에는 저항이 거의 없는 전선과 같은 상태가 되고, 직류가 흐를 때는 저항이 무한대(즉, 회로가 끊어진 것과 같은 상태)가 된다. 즉, 콘덴서라는 것은 입력신호에 대해서 저항값이 달라지는 일종의 가변저항과 같은 소자라고 생각할 수도 있다.

위 그림에서 두 소자는 직렬로 연결되어 있다. 둘 다 저항이라고 보면, 각 저항기에 걸리는 전압은 저항값의 크기에 따라서 배분된다.그런데, 직류가 들어오면 이 때 콘덴서의 저항값이 무한대가 되므로, 콘덴서의 저항값에 비해서 연결된 저항기의 저항값은 거의 없는 거나 마찬가지로 보인다. 따라서, 콘덴서 양단에 거의 모든 전압이 걸리게 된다. 반대로 교류가 들어오면 콘덴서의 저항값은 거의 0 에 가까워진다. 그러므로 이 때의 전압은 거의 저항쪽에 다 걸리게 된다.
이제 다음 그림은 스위치가 off -> on 으로 바뀌는 경우이다.
스위치가 off 상태인 경우는 저항이나 콘덴서나 모두 0 V 에 연결되어 있고, 전류가 흐르지 않기 때문에 양단간에 전압이 걸리지 않는다. VR=0V, VC=0V 이다.

그러다가, 스위치가 on 이 되면 그 순간 잠시 교류상태가 된다. 물론, 건전지는 직류전원이다. 그러나 스위치가 off 되었다가 on 되는 순간을 보면 전압이 바뀌고 있으므로 일시적으로 교류와 같은 상태가 된다.
교류전원에 대해서 콘덴서의 저항은 거의 없어진다. 저항이 없다는 말은 그냥 전선과 같은 상태라는 뜻이고, 전선이라면 양단의 전압이 같다. 회로에는 저항만 연결된 것과 같은 상태가 되고 모든 전압은 저항 양단에 걸리게 된다. 따라서, 스위치를 on 하는 순간에는 VR=5V, VC=0V 이다.

참고자료

· 없음