콘덴서 충방전 실험 A+

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콘덴서 충방전 실험 A+에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 실험목표
Ⅱ. 실험 준비
1.실험준비 및 진행 환경
2.실험준비물 및 간단이론
Ⅲ. 실험과정
※ 주의사항
Ⅳ.참고문헌
Ⅴ. 실험결과
가. R=10k, C=100uF
나. R=50k, C=100uF
다. R=100k, C=100uF
라. R=10k, C=470uF
Ⅵ.결과 분석 및 토의
가. 시간상수를 이용해 처음전하량의 절반이 될 때의 시간
나. R-t, C-t관계
Ⅶ.고찰
Ⅷ.참고문헌

본문내용

00
2)방전
시간(t)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
전압(V)
5.
00
4.
81
4.
20
3.
01
2.
45
2.
22
1.
96
1.
52
1.
33
1.
02
0.
79
0.
74
0.5
65
0.556
0.441
0.324
0.319
0.315
0.211
0.109
0.107
0.007
0.007
0.006
0.005
0.004
0.003
0.003
0.
02
0.
02
0.
02
0.
01
0.
01
0.
00
[그래프7. 시간 전압 충전] 23초 [그래프8. 시간 전압 방전] 33초
마. R=10k, C=1000uF
1) 충전
시간(t)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
전압(V)
0.
00
0.997
1.450
2.217
2.781
3.119
3.
46
3.
75
3.
87
4.119
4.2
26
4.
39
4.
47
4.
56
4.71
4.78
4.82
4.89
4.90
4.92
4.94
4.97
4.97
4.98
2)방전
시간(t)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
전압(V)
5.
00
4.
11
4.
20
3.
30
3.
17
2.
92
1.
99
1.
85
1.
83
1.
82
0.
80
0.
79
0.5
77
0.575
0.471
0.368
0.363
0.357
0.251
0.149
0.143
0.041
0.039
0.037
0.036
1.
33
1.
31
1.
25
1.
22
1.
04
1.
02
0.
93
0.
91
0.
88
0.
00
[그래프9. 시간 전압 충전] 46초 [그래프10. 시간 전압 방전] 34초
Ⅵ.결과 분석 및 토의
가. 시간상수를 이용해 처음전하량의 절반이 될 때의 시간
R()
C(F)
t(충전)
t(방전)
전하량절반시간
실험값
오차율
10k
100uF
5초
5초
0.69초
1.60초
131%
50k
100uF
28초
30초
3.47초
3.50초
0.864%
100k
100uF
69초
69초
6.93초
5.00초
27.8%
10k
470uF
23초
33초
3.26초
3.50초
7.36%
10k
1000uF
46초
34초
6.93초
5.50초
20.6%
충전 V=(1-)
방전 V=
(실험값의 결과는 시간 간격의 평균으로 간주하였다.)
나. R-t, C-t관계
같은 C의 값일 때 R이 커질수록 충방전의 이론적인 시간의 값과 처음전하량이 절반이 될 때의 시간이 크고 같은 R일 때 충방전의 이론적인 시간의 값과 처음전하량이 절반이 될 때의 시간이이 크게 나와야한다. 본 실험의 결과도 다음 그래프11,12를 살펴보면 위의 언급한 R,C,t의 관계가 성립함을 알 수 있다.
[그래프11. R-t 그래프] [그래프12. C-t 그래프]
R-t 그래프를 살펴보면 C=100uF일 때 10k,50k,100k로 R이 커질수록 충방전 시간의 결과 값이 큼을 확인하였다. 이는 앞서 언급한 식에 적합한 결과로 추정된다. R=10k일 때 100uF, 470uF, 1000uF로 C가 커질수록 충방전의 시간결과가 큼을 확인할 수 있었고 위의 내용과 마찬가지로 적합한 실험결과임을 추정할 수 있다.
Ⅶ.고찰
본 실험은 콘덴서 충방전시 시간의 따른 전압의 변화를 통해 그래프로 나타내고 이를 분석하는 것이 목표이었다. 실험을 진행하면서 충전과 방전의 시간의 정확성, 충전 방전의 전압 측정의 정확성에서 오차가 발생했을 것이라고 판단된다. 각각의 충전과정에 있어서의 시간 전압 그래프와 방전과정에서의 시간 전압 그래프를 그려봄으로써 R과 C에 따른 충방전의 시간과의 관계와 처음 전하량이 절반이 될 때의 시간을 계산해볼 수 있었다. 충전은 V=(1-)의 식을, 방전은 V=의 식에 따라 실험 결과 값도 예측한 대로 시간상수를 이용해 처음전하량의 절반이 될 때의 시간이 시간상수 값이 클수록 큰 값이 나옴을 확인할 수 있었다. 더불어 R,C,t의 관계를 살펴보며 위의 식의 관계를 이해할 수 있었다. 나아가 콘덴서의 종류와 활용, 응용분야에 대해 심화학습 할 수 있는 계기가 되었음이다.
Ⅷ.참고문헌
[1]일반물리학실험(북스힐, 2003, 250p)
[2]일반물리학Ⅰ(북스힐, 2003, 250-262p)

키워드

물리학및실험,   건국대,   물리실험,   콘덴서 충방전,   시간,   전압,   충전