아주대학교 물리학실험 17. 축전기의 충방전 / A+
- 최초 등록일
- 2020.07.10
- 최종 저작일
- 2019.10
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소개글
아주대학교 물리학실험의 축전기의 충방전 레포트입니다.
꾸준히 19~20점을 받아 최종학점 A+를 받은 레포트로 믿고 보실 수 있습니다.
질문 1. 충전이 시작되는 시간 또는 방전이 시작되는 시간인 를 위의 6에서와 같이 정할 때 오차는 대략 얼마나 될까? 이 오차를 줄이는 방법은 어떤 것이 있을까?
질문 2. 위의 분석으로부터 축전기의 충전, 방전현상이 식 (2)와 (3)의 지수함수형 변화라고 인정되는가?
질문 3. 반감기와 시간상수의 관계식 는 성립하는가?
질문 4. 이 축전기에 충전된 전하의 최대값 는 얼마인가?
질문 5. 방전현상에서 가 되는 시간은 시간상수의 몇 배인가?
목차
1. 측정값 및 계산
2. 실험 데이터
3. 질문에 대한 토의
4. 실험과정 및 결과에 대한 고찰
5. 축전기의 충, 방전 전하량 공식 유도
6. 참고문헌
본문내용
[4] 실험과정 및 결과에 대한 고찰
본 실험에서는 저항과 축전기, 그리고 전압 센서 및 신호 생성기를 활용하여 RC 회로를 구성하고, 수식으로 유도된 축전기의 시간에 따른 충/방전 전압의 관계식이 실제로 성립하는지 검토한다.
<중 략>
[5] 축전기의 충, 방전 전하량 공식 유도
본 공식의 유도에서는 다음과 같은 RC 회로를 구성했다고 가정한다.
1) 충전의 경우
만약 위 그림에서 제시된 스위치가 위로 닫힌다면, 전지를 통해 전류가 흐르게 되고, 축전기에는 전하가 충전되게 된다. 이는 키르히흐프의 고리법칙에 의해서 각 소자의 전압에 대해 다음과 같은 관계를 얻을 수 있다.
구하고자 하는 식은 ‘시간의 변화에 따른 전하의 변화’ 이다. 따라서 q에 대한 식으로 보고, t에 대한 관계식을 식으로부터 이끌어낸 뒤, 이를 q에 대해서 정리하면 원하는 식을 구할 수 있다. 이를 수행하기 위해 먼저 로 변환하고 식을 정리하면 다음과 같아진다.
참고 자료
조두진 외, 『제 12판 물리학 실험』, 아주대학교 출판부, 2018, pp. 151-154.
레이먼드 A. 외, 『대학물리학 II 9th Edition』, 대학물리학교재편찬위원회 역, 북스힐, pp.708-712.
“Electrical Properties of R-C Circuits”, <The university of New Mexico>, <http://www.unm.edu/~toolson/rc_circuit.html>, (2019.11.09).