일반물리학실험 교류회로 A 보고서
- 최초 등록일
- 2020.09.27
- 최종 저작일
- 2019.09
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소개글
"일반물리학실험 교류회로 A 보고서"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
1) 오차 확인
2) 오차 원인
3) 기타
8. 결론
9. 참고문헌 및 출처
본문내용
1. 실험 목적
저항 및 축전기로 구성된 직렬 R-C 회로에서 교류 전압과 교류 전류를 측정하여 저항 R, 전기 용량 C의 특성을 이해하고 직류 회로와의 차이점을 배운다.
2. 실험 원리
직류 회로에서 전압과 전류는 시간에 따라 변하지 않고 일정하지만 교류 회로에서는 전압 v와 전류 i는 시간에 대한 함수이며, 다음과 같이 표현할 수 있다.
v(t) = V sinωt
i(t) = I sin(ωt-Φ) (1)
여기서 V 와 I 는 각각 전압과 전류의 진폭(최댓값)이며, ω는 2π/T또는 2πf로 표시되는 각진동수이다. 그리고 f는 진동수로서 Hz 또는 s¯¹로 나타내며, Φ는 위상 상수 즉 전압 v에 대한 전류 i의 위상차를 나타낸다.
그림 1과 같이 교류 기전력ε를 저항 R과 전기 용량이 C인 축전기와의 직렬 회로에 가하는 경우를 생각해 보자. 이 회로에서 R, C 각각에 걸리는 전압 vR, vC는 다음과 같다.
vR = iR (2)
vC = q/C = 1/C∫i dt (3)
임의의 시간에 회로의 각 요소에 걸리는 전압의 합은 다음과 같이 교류 기전력 ε와 같으며
ε = vR + vC
= iR + 1/C∫i dt
가 된다. 한편, 식 (1)를 식 (2), (3)에 대입하면
vR(t) = RIsin(ωt-Φ)
vC(t) = -1/ωCIcos(ωt-Φ)
= 1/ωCIsin(ωt-Φ-π/2)
로 주어진다. 여기서 vC는 vR에 대해 -π/2의 위상차가 나는 것을 알 수 있으며, 각 요소의 전압의 진폭을 VR, VC이라 하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.
참고 자료
일반물리학실험, 개정판, 5판, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2019년