목차
1.실험목적
2.이론 및 원리
3.실험장비 및 기구
4.실험방법
5.실험결과
6.결론 및 토의
7.Reference
2.이론 및 원리
3.실험장비 및 기구
4.실험방법
5.실험결과
6.결론 및 토의
7.Reference
본문내용
의 특성
R값을 유지시키고 C값을 조절할 경우
-C값이 감소하면 RC값 감소
-C값이 증가하면 RC값 증가.
즉 시정수 τ(=RC)값이 작으면 목표치에 빨리 도달하고, 크면 시간이 더 오래 소요됨
▶ 커패시터 양단의 전압은 급격히 변화할 수 없다
- 커패시터의 영향
보통 시정수의 5배의 시간이 흐른 후 충전전압 는 공급전압 E가 된다.
이상의 내용은 전원과 저항, 커패시터를 이용한 회로를 구성한 후 오실로스코프를 이용, 전압과 시간 scale을 조정 하므로써 관찰이 가능하다
(4) 방전상태(discharge phase)
충전된 커패시터를 이용하여 전원을 제거하고 저항만 연결후 스위치를 닫으면 시정수에 따라서 방전이 일어난다
커패시터 전압강하 식
커패시터 전류강하 식
저항에서의 전압강하 식
왼쪽의 그림은 방전시간마다 스위치를 반복해서 절환할 때의 전압강하 관계를 나타낸다. 전압은 충전시 방전시 모두 같으므로 축 위에 있게되며, 전류는 충전시와 방전시 방향이 바뀐다. 우측의 그림은 완전한 충전이 이루어지기전 스위치를 절환했을 때의 특성을 나타낸다
3. 실험장비 및 기구
① 콘덴서 충방전 용 측정 명판
② 전원장치
③ 콘덴서 팩
④ 저항팩
⑤ 스톱워치
⑥ 디지털 멀티메타 혹은 검류계
⑦ 전류측정용 저항
4. 실험방법
①위 그림과 같이 전원장치, 저항, 콘덴서, 전류계 및 전압계 등을 설치한다. 이 때 콘덴서의 극성에 주의하여 팩을 설치하고, 스위치는 중앙에 놓이게 한다.
② 디지털 스톱워치를 준비하고, 전원스위치를 적당한 전압까지 올린다. 선택 스위치를 충전 방향으로 옮기는 동시에 스톱워치의 스타트 스위치를 켠다.
③ 전압계의 전압이 전원장치의 그것과 같아질 때 스톱워치를 스탑시킨다. 스톱워치의 시간에 따른 전압의 변화를 기록하고, 그래프를 그리고 이론치와 비교해본다.
④ 다음 실험을 하기위해 스톱워치를 리셋 시킨다. 그런 후에 선택 스위치를 충전 위치에서 방전 위치로 옮김과 동시에 스톱워치의 스타트 스위치를 켠다.
⑤ 전압계의 전압이 0이 될 때 스톱워치를 스탑시킨다. 실험 ③과 같이 시간에 따른 전압의 변화를 기록하고 그래프를 그린다.
⑥ 저항과 콘덴서를 바꾸어 가면서 1~5실험을 반복한다. 이 때 디지털 멀티미디어 내부 저항은 무시한다. 빠른 방전을 해야 하는 경우에는 낮은 저항을 사용하고, 느리게 방전해야 하는 경우에는 높은 저항을 사용한다.
5. 실험결과
아쉽게도 이번 콘덴서 충방전 실험은 나의 실험미숙으로 인하여 실험을 못하였다. 그래서 다른사람의 결과값을 토대로 그걸 분석해보는 시간을 가지겠다. 결과자료는 전자전기학과의 친구 박원철 군이 제공해주었다.
(1) 충전과정
C = 330㎌R = 50㏀V = 5V△t = 2 sec
(2) 방전과정
C = 330㎌R = 50㏀Vo = 5V△t = 2 sec
6. 결론 및 토의
먼저 에서 63.2%까지 충전되는데 걸리는 시간 t = RC 이고 콘덴서의 충전 과정에서 콘덴서의 용량이 증가하면 콘덴서 양단에 걸리는 같은 시간당 전압과 전류는 감소하고, 충전시 최대 전압까지 걸리는 시간은 증가한다. 최대값의 63.2%까지 충전되는데 걸리는 시간 에서, 이다. 그러므로 이론적인 시정수는 인걸 계산을 통해서 알수 있다. 위 그래프에서 보면 이론적인 값과 실험값에 관한 곡선이 거의 일치하므로 오차가 거의 안난다는걸 확인할수 있다. 충반전 그래프를 보면 이론값과 실험값과의 오차가 거의 안난다는걸 볼수 있다. 전기적 성질을 확인하는 실험같은 경우는 기계적인 차원의 오차가 대부분의 오차인걸 감안하면 실험장치가 좋은 실험장치인걸 알 수 있다.
남이 한 실험을 가지고서 이렇게 결론 및 토의를 써야된다는게 너무 한심하고 부끄럽다. 이렇게 남의 결과값 가지고 리포트를 쓰니 얻는것도 없는것 같고 보람도 없는것 같다. 실제로 경험하고 느낀걸 토대로 스스로 분석을 해보고 반성을 해보는 시간이 결과 레포트를 쓰는 시간인데 그런 시간 하나를 날렸다. 가장 큰 불찰은 시간이 없었다는 변명으로 실험을 못했다는걸 자기합리화 하고 있었다는 것이다. 실험자로서 가장 중요한 마음가짐인 최선을 다한다는걸 어느세 잊고 있었던 것이다. 다음실험부터 그런 변명이 나오지 않도록 그리고 얼마 안남은 물리실험 유종의 미를 거두기 위하여 최선을 다해야겠다.
7. Reference
http://physica.gsnu.ac.kr/physedu/modexp/e_m/main.htm
일반물리실험
일반물리학 - halliday
Google
http://physics4u.com
R값을 유지시키고 C값을 조절할 경우
-C값이 감소하면 RC값 감소
-C값이 증가하면 RC값 증가.
즉 시정수 τ(=RC)값이 작으면 목표치에 빨리 도달하고, 크면 시간이 더 오래 소요됨
▶ 커패시터 양단의 전압은 급격히 변화할 수 없다
- 커패시터의 영향
보통 시정수의 5배의 시간이 흐른 후 충전전압 는 공급전압 E가 된다.
이상의 내용은 전원과 저항, 커패시터를 이용한 회로를 구성한 후 오실로스코프를 이용, 전압과 시간 scale을 조정 하므로써 관찰이 가능하다
(4) 방전상태(discharge phase)
충전된 커패시터를 이용하여 전원을 제거하고 저항만 연결후 스위치를 닫으면 시정수에 따라서 방전이 일어난다
커패시터 전압강하 식
커패시터 전류강하 식
저항에서의 전압강하 식
왼쪽의 그림은 방전시간마다 스위치를 반복해서 절환할 때의 전압강하 관계를 나타낸다. 전압은 충전시 방전시 모두 같으므로 축 위에 있게되며, 전류는 충전시와 방전시 방향이 바뀐다. 우측의 그림은 완전한 충전이 이루어지기전 스위치를 절환했을 때의 특성을 나타낸다
3. 실험장비 및 기구
① 콘덴서 충방전 용 측정 명판
② 전원장치
③ 콘덴서 팩
④ 저항팩
⑤ 스톱워치
⑥ 디지털 멀티메타 혹은 검류계
⑦ 전류측정용 저항
4. 실험방법
①위 그림과 같이 전원장치, 저항, 콘덴서, 전류계 및 전압계 등을 설치한다. 이 때 콘덴서의 극성에 주의하여 팩을 설치하고, 스위치는 중앙에 놓이게 한다.
② 디지털 스톱워치를 준비하고, 전원스위치를 적당한 전압까지 올린다. 선택 스위치를 충전 방향으로 옮기는 동시에 스톱워치의 스타트 스위치를 켠다.
③ 전압계의 전압이 전원장치의 그것과 같아질 때 스톱워치를 스탑시킨다. 스톱워치의 시간에 따른 전압의 변화를 기록하고, 그래프를 그리고 이론치와 비교해본다.
④ 다음 실험을 하기위해 스톱워치를 리셋 시킨다. 그런 후에 선택 스위치를 충전 위치에서 방전 위치로 옮김과 동시에 스톱워치의 스타트 스위치를 켠다.
⑤ 전압계의 전압이 0이 될 때 스톱워치를 스탑시킨다. 실험 ③과 같이 시간에 따른 전압의 변화를 기록하고 그래프를 그린다.
⑥ 저항과 콘덴서를 바꾸어 가면서 1~5실험을 반복한다. 이 때 디지털 멀티미디어 내부 저항은 무시한다. 빠른 방전을 해야 하는 경우에는 낮은 저항을 사용하고, 느리게 방전해야 하는 경우에는 높은 저항을 사용한다.
5. 실험결과
아쉽게도 이번 콘덴서 충방전 실험은 나의 실험미숙으로 인하여 실험을 못하였다. 그래서 다른사람의 결과값을 토대로 그걸 분석해보는 시간을 가지겠다. 결과자료는 전자전기학과의 친구 박원철 군이 제공해주었다.
(1) 충전과정
C = 330㎌R = 50㏀V = 5V△t = 2 sec
(2) 방전과정
C = 330㎌R = 50㏀Vo = 5V△t = 2 sec
6. 결론 및 토의
먼저 에서 63.2%까지 충전되는데 걸리는 시간 t = RC 이고 콘덴서의 충전 과정에서 콘덴서의 용량이 증가하면 콘덴서 양단에 걸리는 같은 시간당 전압과 전류는 감소하고, 충전시 최대 전압까지 걸리는 시간은 증가한다. 최대값의 63.2%까지 충전되는데 걸리는 시간 에서, 이다. 그러므로 이론적인 시정수는 인걸 계산을 통해서 알수 있다. 위 그래프에서 보면 이론적인 값과 실험값에 관한 곡선이 거의 일치하므로 오차가 거의 안난다는걸 확인할수 있다. 충반전 그래프를 보면 이론값과 실험값과의 오차가 거의 안난다는걸 볼수 있다. 전기적 성질을 확인하는 실험같은 경우는 기계적인 차원의 오차가 대부분의 오차인걸 감안하면 실험장치가 좋은 실험장치인걸 알 수 있다.
남이 한 실험을 가지고서 이렇게 결론 및 토의를 써야된다는게 너무 한심하고 부끄럽다. 이렇게 남의 결과값 가지고 리포트를 쓰니 얻는것도 없는것 같고 보람도 없는것 같다. 실제로 경험하고 느낀걸 토대로 스스로 분석을 해보고 반성을 해보는 시간이 결과 레포트를 쓰는 시간인데 그런 시간 하나를 날렸다. 가장 큰 불찰은 시간이 없었다는 변명으로 실험을 못했다는걸 자기합리화 하고 있었다는 것이다. 실험자로서 가장 중요한 마음가짐인 최선을 다한다는걸 어느세 잊고 있었던 것이다. 다음실험부터 그런 변명이 나오지 않도록 그리고 얼마 안남은 물리실험 유종의 미를 거두기 위하여 최선을 다해야겠다.
7. Reference
http://physica.gsnu.ac.kr/physedu/modexp/e_m/main.htm
일반물리실험
일반물리학 - halliday
http://physics4u.com
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