콘덴서의 충전과 방전 예비 보고서

실험 목적 축전기의 충전과 방전 과정을 관찰하고 회로에서 콘덴서의 기능을 알아본다. 실험 원리 a. 콘덴서의 충전 과정 그림과 같은 콘덴서, 저항, 기전력원으로 구성된 직렬회로를 생각하자. 콘덴서가 초기에 충전되지 않았고 스위치가 열려있으면 회로에는 전류가 흐르지 않는다. 시간 t=0 일때 스위치를 닫으면 전류가 흐르기 시작하여 콘덴서에 충전이 된다. 시간 t 일때 콘덴서에 충전된 전하가 q라면 이는 전류에 의한 것으로 전하의 사간 변화율은 전류와 같다. I = dq/dt (1) 콘덴서의 전하는 콘덴서에 dV = q/C의 전위차를 만든다. 콘덴서에 전하가 충전되어 dV = V0 가 되면 회로에는 전류가 흐르지 않게 된다. 이 때 충전된 전하량은 Q = dVC = V0C가 된다. 시간에 따라 콘덴서에 충전된 전하량, 전위차, 회로에 흐르는 전류를 알아보기위해 주어진 회로에 Kirchhoff 제 1법칙을 적용하면 다음과 같이 된다. q/C + I R = V0 (2) 식 (1)을 대입하면 다음과 같다. dq / (q - V0C) = -dt / RC (3) 초기 조건 즉 t=0 일때 콘덴서의 전하량이 q=0 이라는 것을 적용하면 위 미분방정식의 해는 다음과 같다. q = V0C(1 - e ^ (-t/RC)) (4) 이때 최대값의 63.2%까지 충전되는데 걸리는 시간 t=RC를 시정수 라 부른다. 콘덴서에 걸리는 전위차는 다음과 같이 전하량과 비례하고 같은 시간의 함수로 나타내어진다. dV = V0 (1 - e ^ (-t/RC)) (5) 회로에 흐르는 전류는 다음과 같은 시간의 함수로 나타내어지고 시간에 따라 지수 함수적으로 감소하고 시정수는 초기전류값에 대해 36.8% 감소 하는데 걸리는 시간이라는 것을 알 수 있다. b. 콘덴서의 방전 과정 이제 그림2 와 같이 회로의 스위치를 열고 기전력원(전원)을 분리한 다음 스위치를 닫으면 충전된 콘덴서의 …
이제 그림2 와 같이 회로의 스위치를…