[물리실험2] RC 시상수 실험 보고서

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[물리실험2] RC 시상수 실험 보고서

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없음

본문내용

1. 실험 목적
직류전원에 의해 축전기에 전하가 충전되는 양상을 관찰하고, R-C 회로의 전기적 특성을 대표하는 시상수를 측정하여 축전기의 직렬, 병렬연결에 대한 등가 전기용량을 알아본다.
2. 실험 이론
축전기와 전기저항으로 구성된 R-C 회로에 Kirchhoff 제2 법칙을 적용하면
(1)
이 된다. 기전력 의 전지로 충전할 경우와 완전 충전후 (축전기 양단 전위차가 일 때) 전지 없이 방전시킬 경우 축전기 양단 전위차 (또는 축전기에 충전되는 전하량 )의 시간에 따른 변화는 각기 다음과 같다.
(2)
(3)
여기서 는 R-C 회로의 시간상수이다.
3. 실험방법
이 실험은 R-C 회로에서의 축전기의 작용을 확인하는 것이다.
(1) [그림 1]과 같이 되도록 100KΩ 전기저항과 100 μF 축전기를 건전지와 함께 회로판에 연결한다.
[그림 1]
(2) switch를 끊어 놓은 채로 축전기의 양단 (B 와 C)을 전선으로 연결하므로써 축전기를 완전 방출된 (전위차 0 V) 상태가 되도록 한다.
(3) switch를 연결하고 전압계에 나타나는 전위차의 변화를 관찰한다.
(4) 축전기에 완전히 충전된 후 (전위차의 변화가 더 이상 없을 때) switch를 끊고 이때 전위차의 변화가 거의 없는 것 즉 충전된 전하가 빠져나감이 없음을 확인한다.
(5) 점 A와 점 C를 전선으로 연결하고 충전된 전하가 방전함에 따라 나타나는 축전기 양단의 전위차의 변화를 관찰한다.
(6) 과정 (2) - (5)를 여러번 되풀이하여 충전과 방전에 따른 변화를 익힌다.
(7) 이제 (2) - (5)의 과정을 되풀이하되 과정 (3)에서 switch를 연결한 직후부터 5초, 10초, 15초, 20초, 25초, 30초, 35초, 40초 후의 전위차 를 측정하여 기록하고, 과정 (5)에서 전선을 연결한 직후부터 40초까지 5초 간격으로 전위차 를 측정한다. 측정한 와 가 각각 수식 (2) 와 (3)에 따름을 graph로 확인하라. (최소제곱법을 이용하여 시간상수

참고 자료

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