일반물리실험 - 콘덴서의 충전과 방전 결과 보고서

소개글

일반물리실험 - 콘덴서의 충전과 방전 결과 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

측정값

실험결과

질문및토의

결론및검토

본문내용

1000 R= 50 V0= 5.0V
일정한 시간간격(10초)을 두고 전압과 전류의 변화량을 관찰하였다. 전류는 충전 과정과 유사하게 감소하는 양상을 보이지만 전압은 충전과는 다르게 감소하고 있다. 방전과정은 모두 감소한다. 처음에는 급격하게 변화하지만 시간이 지날수록 변화량이 작아진다.
<질문 및 토의>
1. 콘덴서의 용량에 따라 충전과 방전 과정이 어떻게 달라지는지 설명하시오.
Q=CV에서 V는 일정하고 C가 클수록 Q값도 커지게 된다. Q값이 커지게 되면 그만큼 콘덴서에 들어가야 할 전하량이 커지므로 충전시간과 방전시간은 그만큼 길어진다.
2. 그래프에 이론식을 그리고 비교하시오
3. 시정수(time constant)를 계산하고 그래프에 표시한 후 측정값과 비교하시오.
시정수 t = RC는 최대값의 63.2%까지 충전되는데 걸리는 시간을 뜻하는데, 계산을 용이하게 하기 위해서 전류가 초기값의 1/e로 감소할 때까지 걸리는 시간을 시상수 또는 시정수라고도 한다.
4. 전압을 측정하기 위해 행한 일련의 실험과정을 기술하고 타당성을 설명하시오.
전압을 측정하기 위해서 콘덴서와 멀티미터를 병렬연결 하였다. 그리고 일정한 시간간격으로 전압을 기록하였다. 전압은 병렬연결을 하여도 각 회로에 걸리는 전압은 일정하다. 그러므로 이 과정은 타당하다.
<결론 및 검토>
이번 실험은 축전기(콘덴서,Capacitor)를 이용하여 충전과정과 방전과정을 관찰하고 회로에서 축전기의 기능을 알아보는 실험이다. 총 네 번의 실험을 하였으며 각각 1000와 330의 용량의 축전기, 50와 100의 저항을 사용하였다. 그리고 압력은 5.0V로 고정하였다.
실험은 콘덴서를 충전하는 실험과 방전하는 실험으로 나눠서 하였다. 충전 과정과 방전 과정은 두 번씩 축전기와 저항을 다르게 하여서 실험을 하였다.
첫 실험으로 충전 실험을 하였다. 물리 실험 책에서는 축전기와 저항과 전압을 같이하여 두 번 실험하고 다르게 하여 또 한 번의 실험을 하도록 명시하였지만 실제 실험에서는 다른 조건에서 각각 한 번씩의 실험을 하였다. 충전 과정에서 시간이 지날수록 전류는 감소하는 양상을 보였다. 처음에는 급격하게 변화하여 큰 기울기를 보였지만 시간이 지날수록 변화율은 작아졌다. 전압은 시간이 흐를수록 증가하는 양상을 보였다. 물론 전류와 마찬가지로 처음에는 변화율이 컸지만 점점 그 변화율이 작아졌다. 하지만 전류와 전압은 감소와 증가라는 서로 다른 경향성을 보였다.
다음 실험으로 방전 실험을 하였다. 방전 실험역시 총 네 번의 실험을 하도록 물리 실험 책에는 명시되어 있으나 각각 다른 조건 하에 두 번의 실험이 이루어 졌다. 충전 실험은 전류의 변화와 전압의 변화가 서로 다른 경향성을 보였지만 방전 실험은 전압과 전류가 모두 시간이 흐를수록 감소한다는 것을 알 수 있었다. 하지만 변화의 양상이 같았을뿐 변화하는 양은 달랐다. 전류의 총 변화량이 전압의 총 변화량보다 크다는 것을 알았다.
이 실험을 통하여 방전과 충전 시 일어나는 전압과 전류의 변화에 대하여 시각적으로 알수 있었다.

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