[일물실2 A+] 축전기의 충전-방전 실험 Report

소개글

"[일물실] 축전기의 충전-방전 실험 Report"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 재료
4. 실험방법
5. 측정결과
6. 실험결과
7. 실험결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험목적
축전기가 달린 직렬 RC 회로를 조작하여 축전기의 충전, 방전 과정을 이해한다.

2. 실험원리
1) 축전기의 충전 과정
-전류의 정의 : 미소시간 dt동안 흐르는 총 전하량이다 -(1)
t=0 일 때 회로를 충전에 연결 시 전류가 회로에 흐르기 시작하며 t=t’인 순간에 축전기에 최종적으로 충전된 전하량이 Q라 할 때 전류는 흐르지 않는다. (이 때 축전기에는 V ‘ = Q/C라는 전위차가 생성된다.)
전류계의 내부 저항은 무시가능하기에, 위 회로에 대해 전위 법칙을 쓰면, Q/C + IR=V0이다. -(2)
(2)에 (1)을 대입 시 dq/(Q-V_0 C)=-1/RC dt이며, 양 변을 t-q그래프에서 (t , q)->(t’ , Q)의 경로로 정적분을 걸면 일차 미분방정식의 해로 q(t)=V_0 C(1-exp⁡(-t/RC) ) 라는 결과를 얻게 된다.
-시간에 따른 전하량 : q(t)=V_0 C(1-exp⁡(-t/RC) )
-시정수 RC : q(t)에 대하여 t=RC일 일 때, q(t)=Q * 63.2% 이며, 이 때 RC를 시정수라고 한다.
-시간에 따른 축전기에 걸리는 전위차 : V(t)=V_0 (1-exp⁡(-t/RC) )
-시간에 따른 회로에 흐르는 전류: i=dq/dt 이기에 I(t)=V_0/R (exp⁡(-t/RC) )

참고 자료

일반 물리학 실험(6판)-부산대학교 물리학교재 편찬위원회 지음
부산대학교 일반물리학실험실 웹사이트
할리데이 일반물리학 2권 11판