RC회로에서의 충, 방전 과정

목차

1. 목 적

2. 이 론

3. 측정 내용

4. 실험에 필요한 기구 및 장치

5. 실험결과

6. 토의 및 결론

본문내용

과정에 있어서의 시간 대 전류, 전하 ,전압의 그래프를 작성해 보시오.
2)방전 과정에 있어서의 시간 대 전류, 전하 ,전압의 그래프를 작성해 보시오.
3)시간 상수를 사용하여 처음 전하량의 반이 될 때의 시간을 구해 보세요.
(방전의 경우에)
4. 실험에 필요한 기구 및 장치
⑴ 콘덴서 충방전 용 측정 명판
⑵ 전원장치
⑶ 콘덴서 팩
⑷ 저항팩
⑸ 스톱워치
⑹ 디지털 멀티메타 혹은 검류계
⑺ 전류측정용 저항
그림 3. 측정용 명판
5. 실험결과
a. 콘덴서 충,방전시 시간에 따른 전압과 전류의 그래프
b. 시간상수 RC
① 100k 저항, 220F, 25V 콘덴서
RC=100k x 220F= 22초
② 200k 저항, 100F, 35V 콘덴서
RC=200k x 100F= 20초
c. 방전시 전하량의 반이되는 시간
에서 q=0.5q0 이므로
=>
① 100k 저항, 220F, 25V 콘덴서
RC=22초 이므로 t=15.25초
따라서 전하량이 처음의 반이 되는 시간은 15.25초이다.
② 200k 저항, 100F, 35V 콘덴서
RC=20초 이므로 t=13.86초
따라서 전하량이 처음의 반이 되는 시간은 13.86초이다.
6. 토의 및 결론
이번 실험은 저항과 콘덴서로 이루어진 RC회로의 충,방전시 시간에 따른 전류와 전압의 변화를 알아보기 위한 실험이었다.
우선 측정한 값으로 각각의 콘덴서와 저항 조합에 따른 전압과 전류의 변화를 그래프로 나타내어 보았는데 결과는 이론에서 보았던 그래프와 거의 같은 모습을 보였다. 중간에서 매끄럽지 못하고 약간 곡선이 흔들렸는데 이는 회로의 접속이 약간 좋지 않았거나 회로의 다른 구성품들 내부에 문제가 조금 있었던 것 같다. 그렇게 심하진 않아서 만족할 만하다.
전류는 시간이 지남에 따라서 충전이나 방전이나 비슷하게 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 전하량이 콘덴서에 쌓이면서 저항과 콘덴서의 퍼텐셜 합이 전지의 기전력인 5V와 같아야 하기 때문에 저항의 퍼텐셜 차가 감소하므로 전류도 줄어들기 때문이다.
시간상수를 구해서 방전시 전하량이 처음의 반이 되는 시간을 구해보니까 15.25초와 13.86초가 나왔는데 이는 전압그래프상의 전압이 반이 되는 시점과 거의 일치했다. 전압은 전류에 비례하기 때문이다.
실험 중 오차의 원인은 대부분 그때그때 실험값을 적는 과정에서 눈으로 보고 손으로 적었기 때문에 그 시간차가 크기 때문에 어쩔 수 없이 오차가 있었으리라 생각된다.

키워드

RC회로,   충전,   방전