일반물리학실험 축전기의 충전과 방전(예비+결과)

목차

1.실험목적
2.실험원리
3.실험도구 및 재료
4.실험방법
5. 측정값
6.실험결과
7.결과에대한논의
8.결론

본문내용

1. 실험 목적
축전기의 충전과 방전 과정을 관찰하여 축전기의 기능을 알아본다.

2. 실험 원리
(1) 축전기의 충전 과정
축전기, 저항, 기전력 장치로 구성된 직렬 회로를 생각하자. 축전기가 초기에 충전되지 않았고 스위치가 열려 있으면 회로에는 전류가 흐르지 않는다. 시간 t=0일 때 스위치를 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 >

7. 결과에 대한 논의
이번 실험은 축전기의 충전과 방전 과정을 관찰하여 실제로 축전기의 기능 및 시간에 따른 전류와 전압의 관계를 알아보는 실험이다. 충전 시에는 전압의 크기가 증가하고 전류의 크기가 감소했다. 그리고 각각의 시간에 대한 그래프는 로그함수와 지수함수의 형태를 띠었다. 방전 시에는 전압의 크기가 감소하고 전류의 크기가 증가하였다 그래프도 지수함수와 로그함수의 형태를 띠었다. 전류값을 살펴보면 시간에 따라 충전과 방전시에 절대값이 모두 감소하는 것을 볼 수 있는데 이는 충전시에는 콘덴서에 대전현상으로 인해 충전전압과 반대의 극성으로 콘덴서에 전압이 발생되므로 그로 인해 전류의 흐름이 방해 받는 것이고 방전시에는 방전되면서 서서히 전압이 강하되므로 그로 인해 전류의 절대값이 감소하는 것을 볼 수 있다. 충전시와 방전시의 전류의 부호가 +,-로 다른 것은 전류가 흐르는 방향이 서로 다르기 때문에 그렇게 나타나는 것이다.
시정수의 오차가나는 이유는 충전을 할 때 0V에서 시작하지 못하였다. 그리고 방전할 때 측정할 때 시간이 지나면서 멀티미터의 유효숫자 때문에 0값이 나와서 정확하게 측정할 수 없었다. 그래서 방전시의 시정수를 구하지 못했다. 이러한 많은 이유 중에서도 가장 큰 이유는 동영상 촬영을 하고 시간간격을 쪼개는 과정에서 같은 전압, 전류 값이라 하여도 동영상을 멈추는 시간을 임의로 선택한 시간을 기입하였기에 오차가 많이 발생하였다.

참고 자료

일반물리학실험 (부산대학교 물리학교재편찬위원회)