[자연과학] 일반물리학 실험 - RC 시상수 측정 실험

일반물리학 실험 - RC 시상수 측정 실험 1.실험제목 -R/C 시상수 측정 실험 2.실험목적 -직류전원에 의해 축전기에 전하가 충전되는 양상을 관찰하고, R-C회로의 전기적 특성을 대표하는 시상수를 측정하여 축전기의 직렬, 병렬연결에 대한 등가 전기용량을 알아본다. 3.관련이론 가. 충전(charge) 기전력에 의하여 Capacitance가 충전된다. 옆 그림과 같이 구성된 회로의 회로 방정식은 식 (1)과 같다. (1) 전류 i 값에 옆의 식(2)를 대입하여, (2) 식(1)을 풀면, 식(3)을 얻을 수 있게 된다. (3) t= RC 일 때 원래 기전력 ε의 (1-e-1)배가 되게 되는데 이때 t=RC 값을 RC시상수라고 한다. 나. 방전(discharge) 기전력 ε=0이 되고 capacitance에 충전된 전하들이 방전된다. 옆의 그림과 같이 구성된 회로의 회로방정식은 식 (4)와 같다. (4) 마찬가지로 전루 ii값에 식(2)를 대입하여, 식 (4)를 풀면 식(5)의 해를 얻을 수 있다. (5) 이때도 마찬가지로 t=RC 일 때 값을 RC 시상수 라고 한다. 4.실험방법 -R-C회로 모형과 Interface장치를 연결하고 Datastudio를 통해 Interface장치의 연결된 부분에 맞는 장치를 넣어주고 데이터 창과 그래프 창을 연다. -실험에 맞게 여러 설정을 변경해준다. -먼저 10Ω과 100μF에 각각 연결한 후 Datastudio에서 Start, Stop 버튼을 눌러 충전시 걸리는 시간과 방전시 걸리는 시간을 측정한다. -충전시의 RC시상수와 방전시의 RC시상수를 각각 계산하고 이론값과 비교한다. -위의 실험을 각각 (10Ω,330μF),(10Ω,330μF),(33Ω,100μF),(33Ω,330μF),(100Ω,100μF),(100Ω,330μF)으로 변경 후 반복한다. 5.실험결과 입력전압 충 전 방 전 입력…
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