[자연과학] [일반물리학 실험] R-C 시상수측정

[일반물리학 실험] R-C 시상수측정 1. 목적 직류전원에 의해 축전기에 전하가 충전되는 양상을 관찰하고, R-C 회로의 전기적 특성을 대표하는 시상수를 측정하여 축전기의 직력, 병렬연결에 대한 등가 전기용량을 알아본다. 2. 이론 축전기와 전기저항으로 구성된 R-C 회로에 키르히호프(Kirchhoff) 제2법칙을 적용하면 이 된다. 기전력 E의 전지로 충전할 경우와 완전 충전 후(축전기 양단 전위차가 E일 때) 전지 없이 방전시킬 경우 축전기 양단 전위차 (또는 축전기에 충전되는 전하량)의 시간에 따른 변화는 각각 다음과 같다. 여기서 는 R-C 회로의 시간상수이다. 3. 실험 방법 이 실험은 R-C 회로에서의 축전기의 작용을 확인하는 것이다. A. 충전과 방전 (1) 그림 Ⅲ-20과 같이 되도록 100k 전기저항과 100uF 축전기를 건전지와 함께 회로판에 연결한다. (2) 스위치(switch)를 끊어 놓은 채로 축전기의 양단(B 와 C)을 전선으로 연결함으로써 축전기를 완전 방출된(전위차 0V) 상태가 되도록 한다. (3) 스위치를 연결하고 전압계에 나타나는 전위차의 변화를 관찰한다. (4) 축전기에 완전히 충전된 후(전위차의 변화가 더 이상 없을 때) 스위치를 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 ~ ⑤의 과정을 되풀이하여 충전과 방전에 따른 변화를 익힌다. (7) 이제 ② ~ ⑤의 과정을 되풀이하되 과정 ③에서 스위치를 연결한 직후부터 5초, 10초, 15초, 20초, 25초, 30초, 35초, 40초 후의 전위차가 Vc를 측정하여 기록하고, 과정 ⑤에서 전선을 연결한 직후부터 40초까지 5초 간격으로 …
(7) 이제 ② ~ ⑤의 과정을 되풀이하되 과정 ③에서 스위치를 연결한 직… B. 축전기의 직렬, 병렬연결 저항