[일반물리 실험 보고서] Capacitors(캐퍼시터)+++결과,고찰 有

소개글

[일반물리 실험 보고서] Capacitors(캐퍼시터)+++결과,고찰 有에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험제목

2.실험날짜

3.이론적 고찰

4.실험기구 및 재료

5.실험순서 및 방법

6.실험결과 및 결과분석

7.고찰

본문내용

돌아온다.
(7)data table에 적당한 단위의 값을 넣는다. 캐퍼시턴스를 나타냈던 c가 그래프에서의 c와 같은 것이 아님을 주의한다. 다음에서 소개된 캐퍼시터의 방전 수학적인 방전 모델과 알맞은 지를 비교해 보아라.
회로에서 정의에서 소개되었던 시정수와 상수 c는 얼마나 적합할까?
(8)시간대비 전위차 그래프를 그리거나 프린트하여라. 데이터를 저장하기 위해 Data메뉴에서 Store Latest Run을 선택한다. 나중에 실험을 해석하기 위해 이 그래프가 필요할 것이다.
(9)캐퍼시터는 방전되었다. 충전과정을 알아 보기 위해 “collect”버튼을 클릭하라. 데이터 수집을 시작하면 바로 다른 방면으로 스위치를 옮겨 놓는다. 이렇게 실행하면 data 수집을 마칠 수 있을 것이다.
(10)이번에는 다음에서 소개된 수학적인 충전모델과 같다. 당신의 실험을 비교해 보자.
전위차가 그래프에서 증가되기 시작한 뒤에 시작되는 데이터를 선택한다. “curve fit tool”번튼을 클릭한다. 함수의 선택란에서 Inverse Exponential 함수 [A*(1-exp(-c*x))+B]를 선택한다. “Try Fit”버튼을 클릭하고 적합성을 검사한다. “OK”버튼을 클릭하여 메인화면으로 돌아간다.
(11)data table에 적당한 단위의 값을 넣는다. 수학적인 충전모델과 당신의 data를 비교하여라.
(12)Hide Run을 선택하여 첫 번째 과정을 숨겨 놓는다. Data 메뉴의 Run1. 떠 있는 창을 회색 Close창을 클릭하여 모든 과정과 data를 없앤다.
(13)이제 낮은 저항값을 가진 저항으로 실험을 할 것이다.이렇게 바꾼다면 캐퍼시터를 방전시키는데 어떻게 영향을 미칠까? 47kΩ을 사용하여 회로를 구성하고 과정 (4)~(11)을 반복한다.
6.실험결과 및 결과분석
7.고찰
1/c
실험시정수(t)
이론시정수(τ)
<47kΩ>
충전
0.35
0.47
방전
0.55
0.47
<12kΩ>
충전
0.2
0.12
방전
0.1
0.12
캐퍼시터와 저항을 이용해 시상수를 측정해 보는 실험이었다. 47kΩ, 12kΩ 짜리 저항과 10-μF 짜리 capacitor를 사용하여 충전과 방전기작에서의 시간에 따른 potential 그래프를 얻을 수 있었다. 그래프는 선형적이 아닌, 지수적 변화분을 가지는 형태였다.
실험으로 얻은 그래프는 각각 충전식과 방전식을 의미하는데, B의 값이 작을수록 잘된 실험을 의미한다. 회로가 잘 연결이 안 되어서 그런지 or 저항과 capacitor의 상호 매치가 잘 되지 않아서 그런지 그래프의 모양이 부드러운 곡선이 아닌 급격한 증가나 감소(꺾임)의 형태가 나타났는데, 역시 B 값이 실험의 안정도(?)를 말해주고 있었다.^^;
그래프 식에서 c는 을 의미 하므로 c에 역수를 취해 실험 시정수와 이론시정수에 비교해 보았다.(표) 세 가지 모두 시정수를 나타내는데 모두 잘 일치하지 않았다. 오차범위가 3~5% 여야 하는데, 평균 7.5%를 보였다. 아무래도 아날로그적 측정을 하기 때문에 나의 기준에 맞춘 계산이 되었고, 소스원 역시 정확히 (전지에 표기된) potential를 방출하지 못했기 때문이라고 생각한다. 도선의 불안정한 연결 또한 오차의 확률을 높이는데 기여했을 것이다.
capacitor는 전원의 공급을 받아 상판의 전자가 하판으로 이동되면서 전장(E)이 형성되는 성질을 이용한 것이다. 도체판의 전위차와 공급전압이 같아질 때까지 계속 되며, 두 전압이 동일해 지면 전자이 이동은 중지되는데, 이때 공급전원을 제거하면 전하는 충전상태 그대로 유지된다. 이 과정에서 이므로 시정수 τ=RC값이 작으면 빨리 목표치에 도달할 것이라는 생각이 들었다.

키워드

capacitors,   RC회로,   시정수,   저항기,   캐퍼시터