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RC회로 및 시상수 실험 보고서

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작성일17-12-08 09:51

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▶ 방전과정
충전과정에서 축전기가 완전히 충전된 후 그림1에서 스위치 S를 b로 하면, 기전력이 없으므로 맨 위의 식에서 =0 인것과 같다.
4. 실험 데이터 박스에 있는 저항값과 capacitance값에 맞게 회로를 꾸민다. 따라서 축전기에 걸리는 전압은 가 된다



위의 그래프는 스위치 S가 b에 닫혔을때 축전기에 걸린 전압의 시간에 대한 변화이다.
5. Start 버튼과 on버튼을 눌러 3.2V까지 올라가는데 걸리는 시간을 측정한다.

2. 실험 이론(理論)
▶ 충전과정
그림 1과 같은 회로에서 스위치 S를 위치 a로 하였을 경우를 생각하면 X점에서 출발하여 회로를 시계방향으로 한바퀴 돌아 X점까지 다시 와보자. 이때 폐회로 정리(整理) 를 적용하면
이 된다 (=전원장치의 기전력, =저항, =축전기 전기용량, =전하, =전류)
◁ RC회로
이 방정식의 해를 구하면 이 된다 이 식을 시간에 대해 미분하면 시간에 따라 변화하는 전류를 구할 수 있다
따라서, 축전기에 걸리는 전압은 이고, 저항에 걸리는 전압은 다음과 같다.






5. 실험 결과
1.
저항
capacitance
RC이론(理論)값
입력전압
입력전압0.632
걸린 시간
오차
(%)
충전
방전
10 Ω
100 μF
0.001
5
3.2
0.0013
0.0013
0.3
R = 10 Ω 이고 C = 100 μF 일 때
- RC이론(理論)값 = 저항 * capacitance
- 오차 = (RC이론(理論)값 - 걸린시간) / RC 이론(理論)값

2. R = 10 Ω 이고 C = 330 μF 일 때

저항
capacitance
RC이론(理論)값
입력전압
입력전압0.632
걸린 시간
오차
(%)
충전
방전
10 Ω
330 μF
0.0033
5
3.2
0.0039
0.0039
0.06


3. R = 33 Ω 이고 C = 100 μF 일 때

저항
capacitance
RC이론(理論)값
입력전압
입력전압0.632
걸린 시간
오차
(%)
충전
방전
33 Ω
100 μF
0.0033
5
3.2
0.0037
0.0037
0.04


4. R = 33 Ω 이고 C = 330 μF 일 때

저항
capacitance
RC이론(理論)값
입력전압
입력전압0.632
걸린 시간
오차
(%)
충전
방전
33 Ω
330 μF
0.xxx89
5
3.2
0.xxx4
0.xxx4
0.06


5. R = 100 Ω 이고 C = 100 μF 일 때

저항
capacitance
RC이론(理論)값
입력전압
입력전압0.632
걸린 시간
오차
(%)
충전
방전
100Ω

Download : RC회로 및 시상수 실험 보고서.hwp( 37 )




다.
2. (+)극과 (-)극 구분을 한다.

RC회로 및 시상수 실험 보고서
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실험결과/전기전자






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RC회로 및 시상수 실험 보고서

1. 실험 목적
직류전원에 의해 축전기에 전하가 충전되는 양상을 관찰하고, R-C 회로의 전기적 특성(特性)을 대표하는 시상수를 측정하여 축전기의 등가 전기용량을 알아본다.



<스위치 S가 a에 닫혔을때 (a) 저항에 걸린 전압, (b) 축전기에 걸린 전압의 시간에 대한 변화> 위의 식들에서 방정식의 지수부분은 차원이 없어야 하므로 RC의 곱은 시간의 차원을 가지고 있어야 한다.
6. 측정값을 이론(理論)값과 비교한다.
3. 데이터스튜디오를 실행하여 입력전압을 5V로 …(省略) 준다. 이 값을 용량형 시간상수라 하며 축전기가 충전을 완전히 하였을 때의
배, 즉 63.2%가 충전되었을 때의 시간을 말한다.
▶참고한 문헌 : 구글 검색 (엔싸이버 백과사전), 일반물리학 실험 책

3. 실험 기구 및 장치
데이터 스튜디오, 전원 공급 장치, 연결선

4. 실험 방법
1. 연결선을 통해 컴퓨터와 회로를 연결한다. 식을 정리(整理) 하여 이때 흐르는 전류를 구하면
으로 정리(整理) 되고 여기서 음의 부호는 전류의 방향이 충전과정과 반대임을 의미한다.

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