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[자연과학] 일반물리실험 - RC회로 충방전 과정 결과

등록일 : 2015-04-30
갱신일 : 2015-04-30


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[자연과학] 일반물리실험 - RC회로 충방전 과정 결과
일반물리실험 - RC회로 충방전 과정 결과

1. 실험목적: 저항과 축전기(콘덴서)로 이루어진 RC 회로의 충방전 과정을 이해한다.

2.실험이론:
1.시정수
시정수란 어떤 회로가 외부로부터의 입력에 얼마나 빠르게 반응할 수 있는지를 나타내는 지표이다. 저항(R)과 콘덴서(C)가 직렬로 연결된 회로가 있을 때, 시간 0 에서 일정 전압을 주면 콘텐서의 전압은 지수함수적으로 상승하고, 어느 정도의 시간이 흐르게 되면 주어진 전압에 도달하게 된다. 이때 전압의 약 63%에 도달하는 시간을 시정수라고 합니다

2.캐피시터
3.충전값
콘덴서와 저항으로 이루어진 회로에서 충전되는 동안 회로에 흐르는 전류는 회로에 대한 식은 이다. 여기에를 대입하여 해를 구하면 이므로 충전될수록 콘덴서에는 전하량이 늘어난다. 이었으므로 가 된다. 이것을 전하량과 과 관련된 식으로 바꾸면 가 되고, 축전기의 전압은 전하량에 비례하므로 가된다. RC을 회로의 용량 시간 상수라고 하며 라는 기호를 사용하여 나타낸다. 시간 상수는 콘덴서가 완전히 충전되어 평형 상태에 도달했을 때의 전하량의 배내로 충전되는데 걸리는 시간이다. 충전 과전은 기기의 스위치를 닫으면 콘덴서에는 아무 전하도 없음으로 판 사이에는 퍼텐셜 차가 생기지 않는다. 그러므로 회로의 법칙을 사용하면 저항 사이의 퍼텐셜 차는 기전력 와 같고 저항에 흐르는 전류는 이다. 그 이후에는 콘덴서 판 사이에 전하가 쌓여서 그 사이에 의 퍼텐셜 차가 생기기 때문이다. 회로의 법칙을 사용하면 이렇게 전하가 쌓이는 과정에서 저항과 콘덴서의 퍼텐셜 합은 전지의 기전력과 같아야 하므로 저항의 퍼텐셜 차는 감소하므로 전류도 줄어든다. 전류의 변화는 콘덴서가 완전히 충전될 때까지 계속된다.

4.방전값
완전히 충전되었다는 것은 콘덴서의 퍼텐셜 차가 전지의 기전력과 같다는 것을 말한다.
방전과정은 회로에 기전력이 없으므로 이라고 놓으면
이 되고 전하량은 가 되고 전류는 가 되어 전류는 점점 감…(생략)
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