[일반물리학실험] (결과) 교류회로 : 저항 및 축전기로 구성된 직렬 R-C회로에서 교류전압과 교류전류를 측정하여 저항 R, 전기용량 C의 특성을 이해하고 직류회로와의 차이점을 배운다.

소개글

[일반물리학실험] (결과) 교류회로 : 저항 및 축전기로 구성된 직렬 R-C회로에서 교류전압과 교류전류를 측정하여 저항 R, 전기용량 C의 특성을 이해하고 직류회로와의 차이점을 배운다.에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험목적

실험원리

실험기구 및 재료

실험방법



1.측정값

2.실험 결과

3.결과에 대한 논의

4.결론

5.참고문헌 및 출처

6.질문 및 토의

본문내용

정한다.
8.진동수와 전류의 관계 그래프를 그리고 기울기를 구한다.
실험2) C회로
1.직류전원장치 및 함수발생기를 사용하여 회로를 연결한다.
2.실험1의 과정을 반복한다.
실험3) R-C회로
1.함수발생기를 사용하여 회로를 연결한다.
2.함수발생기의 진동수를 100Hz에 고정시키고 인가 기전력 E를 0V부터 5V까지 1V간격으로 바꾸면서 회로의 전류를 측정한다.
3.전류와 기전력과의 관계 그래프를 그리고 기울기를 구한다. 회로의 임피던스를 이론적으로 계산하고 구한 기울기와 비교를 한다.
4.인가 기전력을 5V로 유지하고 주파수를 100Hz부터 500Hz까지 100Hz간격으로 바꾸면서 전류를 측정한다.
5.진동수와 전류의 관계 그래프를 그린다.
1.측정값
실험1. R회로
직류 실험
R=5.05kΩ
E
I
I이론
1V
0.398mA
0.198mA
2V
0.405mA
0.396mA
3V
0.593mA
0.594mA
4V
0.797mA
0.792mA
5V
0.973mA
0.990mA
교류 실험
Eac
Iac
Iac이론
1.02V
0.201mA
0.201mA
2.01V
0.393mA
0.398mA
3.02V
0.590mA
0.598mA
4.02V
0.784mA
0.796mA
5.00V
0.975mA
0.990mA
R=5.05kΩ,f=100Hz
R=5.05kΩ,Eac=5Vf
Iac
Iac이론
100Hz
0.975mA
0.990mA
200Hz
0.974mA
0.990mA
300Hz
0.974mA
0.990mA
400Hz
0.973mA
0.990mA
실험2. C회로
직류 실험
C=2.2μFE
I
I이론
1V
0.000mA
0.000mA
2V
0.000mA
0.000mA
3V
0.000mA
0.000mA
4V
0.000mA
0.000mA
5V
0.000mA
0.000mA
교류 실험
C=2.2μF,f=300HzEac
Iac
Iac이론
0.98V
5.0mA
4.06mA
1.99V
10.2mA
8.25mA
2.91V
15.0mA
12.07mA
3.90V
20.0mA
16.17mA
5.00V
25.7mA
20.73mA
C=2.2μF,Eac=5.00Vf
Iac
Iac이론
100Hz
7.4mA
6.9mA
200Hz
15.7mA
13.8mA
300Hz
22.4mA
20.7mA
400Hz
28.9mA
27.6mA
실험3. R-C회로
교류실험
R=0.98kΩ,C=2.2μF,f=400HzEac
Iac
Iac이론
1.00V
1.00mA
1.00mA
2.10V
2.11mA
2.11mA
2.94V
2.95mA
2.95mA
3.91V
3.92mA
3.92mA
4.92V
4.94mA
4.94mA
R=0.98kΩ,C=2.2μFEac=5Vf
Iac
Iac이론
100Hz
4.20mA
4.10mA
200Hz
4.79mA
4.79mA
300Hz
4.90mA
4.95mA
400Hz
4.94mA
5.02mA
2.실험 결과
실험1.R회로 직류실험(전류-전압그래프)R회로 교류실험.
(x축단위V, y축단위 mA)(x축단위V, y축단위 mA)
-두그래프 모두 실험값과 이론값의 차이가 별로 나지 않는다.
R회로. 교류실험(진동수와 전류그래프)
(x축단위 Hz, y축단위 mA)
-진동수가 바뀌더라도 거의 일정한 전류가 흐르는 것을 알 수가 있다.
실험2. C회로 직류실험C회로 교류실험
(x축단위 V, y축단위 mA)(x축단위 V, y축단위 mA)
-C회로 직류실험에서는 전류값이 0나오는 것이 보이고, 교류실험에서는 1V씩 올라 갈수록 전류값도 같이 증가하는 것을 알수 있다.
C회로 진동수와 전류의 관계그래프
(x축단위 Hz, y축단위 mA)
실험3. R-C회로 교류실험(전류-전압그래프)
(x축단위 V, y축단위 mA)
-이 실험은 우리조가 실험값과 이론값이 딱맞아 떨어지게 실험했다.
실험값과 이론값의 기울기가 같고 소수점아래 두자리까지 계산했을때는 오차가 없다.
R-C회로(진동수-전류그래프)
(x축단위 Hz, y축단위 mA)
-이 실험도 실험값과 이론값이 거의 일치하게 나타난다.
100Hz에서 200Hz가 될 때 전류값이 조금 크게 증가하고 나머지는 거의 일정하다.
3.결과에 대한 논의
위 실험 대부분 전압-전류 그래프를 보면 모든 실험이 전압이 증가할 때 전류가 증가하는 그래프가 그려졌다. 진동수-전류 그래프에서도 비례관계가 나타나는 것을 확인 할 수 있었다.
이 실험을 할 때 주의사항은 많은 전선을 이용하기 때문에 직렬연결이나 병렬연결이 헷갈리기 때문에 연결을 할 때 정확하게 해야 한다.
우리 조 같은 경우 교류연결을 잘못한 상태에서 실험을 하여 나중에 실험을 처음부터 하게 되었다. 반드시 교류연결을 하고 조교님에게 확인을 받은 뒤 실험을 하는게 더 시간을 아끼고 효율적이다.
4.결론
이번 실험은 교류회로에서의 R, C의 값을 측정하고 특성을 이해하는 실험이었다.C회로 실험을 제외하고는 R과 R-C회로에서는 진동수가 증가함에 따라 전류는 증가하다가 일정해졌다.
오차가 나는 이유는 멀티미터가 표시할 수 있는 숫자의 한계가 있기 때문에 보다 자세한 수를 확인할 수 없는 점을 들 수 있다. 계산과정에서도 유효숫자를 생각하다보면 아주 미세한 값의 차로 오차가 조금 생겼다.
하지만 그래프를 보면 우리 조의 실험은 오차 값이 크게 나타난다고 생각하지 않는다.
5.참고문헌 및 출처
-일반물리학교재 Raymond.A serway 북스힐
-*3네이버백과사전
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1261874&cid=200000000&categoryId=200000815
6.질문 및 토의
1.RC회로에서 멀티미터로 측정하여 구한 VR,Vc값의 합이 가해준 전압 Em와 같은가?
-이론상으로는 같아야 하지만 실험을 오차없이 진행하기는 힘들기 때문에 값이 조금은 차이가 난다.
2.리액턴스와 임피던스의 의미를 ohm의 법칙과 비교하여 설명해보자.
-*3교류회로에서 저항은 임피던스 Z로 나타낸다. 임피던스의 요소는 저항(R)과 리액턴스(X)이고 단위는 오옴(Ω)을 사용한다. 리액턴스 역시 저항과 같이 전류의 흐름을 방해하는 역할을 하지만 교류일 경우만 나타나며 접속된 전압과 흐르는 전류의 위상이 서로 다르게 나타난다.

키워드

결과보고서,   일반물리학,   일물실,   일반물리학실험,   일반물리학실험결과보고서,   교류회로,   교류회로 결과,   교류 회로