일반물리실험 교류회로 측정 실험 보고서

1. 실험 목적

저항 및 축전기(capacitor)로 구성된 직렬 R-C 회로에서 교류 전압과 교류 전류를 측정하여 저항 (resistance), 전기 용량(capacitance) 의 특성을 이해하고 직류 회로와의 차이점을 배운다.

2. 실험 원리
직류 회로에서 전압과 전류는 시간에 따라 변하지 않고 일정하지만 교류 회로에서는 전압 와 전류 는 시간에 대한 함수이며, 다음과 같이 표현할 수 있다.
(27.1)
(27.2)
여기서 와 는 각각 전압과 전류의 진폭(최댓값)이며, 는 또는 로 표시되는 각 진동수이다. 그리고 는 진동수로서 Hz 또는 로 나타내며, 는 위상 상수 즉 전압 에 대한 전류 의 위상차를 나타낸다. 그림과 같이 교류 기전력 를 저항 과 전기 용량이 인 축전기와의 직렬 회로에 가하는 경우를 생각해 보자. 이 회로에서 각각에 걸리는 전압 는 다음과 같다.
(27.3)
(27.4)
임의의 시간에 회로의 각 요소에 걸리는 전압의 합은 다음과 같이 교류 기전력 와 같으며
(27.5) 가 된다. 한편, 식 (27.2)를 식 (27.3), (27.4)에 대입하면
(27.6)
(27.7)
로 주어진다. 여기서 는 에 대해 의 위상차가 나는 것을 알 수 있으며, 각 요소의 전압의 진폭을 …