기초실험예비-커패시터 및 RC 회로

목차

1. 실험일자
2. 실험제목
3. 실험목적
4. 실험준비물
5. 실험절차
6. 기본지식 및 관련이론
참고문헌

본문내용

치
이론치
오 차
1
2
3
4
5
평 균
V1
V2
▲ 커패시터는 전압의 변화에 따라 순간적으로 점프할 수 없기 때문에 완벽한 구형파가 나타나지 않을 것이다.
▲ rise time
▲ fall time
5. Expanded time scale을 사용하여, V가 음에서 양으로 바뀌는 순간의 I를 관찰하고 이때의 I의 파형을 가능한한 정확하게 그린다. 또 이때의 time scale(s/cm)과 전압 민감도(V/cm)를 기록한다.
▲ time scale
▲ 전압 민감도
6. 아래와 같은 회로를 구성한다. 이 회로에서 Rg의 역할은 전압전원 Vg를 전류전원으로 바꾸어 주는 것인데, 그 원리를 설명한다.
▲ 만약, 전압전원이 회로내에서 전압강하 즉, 전력이 소모되지 않는다면, 전류는 발생하지 않을 것이다. 그러나 저항에서의 전압강하로 인한 전류가 발생하게 된다. 그러나 실제는 회로가 구성되면, 전압원 자체의 내부저항과 도선의 저항 등으로 인해 약간의 전류는 흐르게 된다.
7. 위의 회로에서 정현파, 삼각파, 구형파에 대하여 V의 peak-to-peak 전압이 10V(또는 그 이내에서의 최대치)가 되도록 한 후, V와 I의 파형을 그리고, peak-to-peak 값을 기록한다.
▲ peak-to-peak 값
6. 기본지식 및 관련이론
▲ 커패시턴스
절연체를 사이에 두고 대립하고 있는 도체간에 전위차가 존재하면, 전위가 높은 도체에 +의 전하, 전위가 낮은 도체에 같은 양의 -의 전하가 축적된다. 이때 축적되는 전하와 전위차가 그림 1과 같이 직선적으로 변할 때,
라 놓을수 있다. 여기서 C는 직선의 기울기이고, 두 도체간의 거패시턴스라고 한다. 커패시턴스의 KMS 단위는 패러드(Farad)이다. 1 패러드는 1볼트의 전위차에 의하여 1 쿨롬의 전하가 축적될 때의 커패시턴스이다. 패러드라는 단위는 너무 크므로 보통 또는 를 쓴다.
위 식의 양변을 미분하면,
이것이 축적되는 전하가 전압에 비례하는 소자에서의 단자전류와 단자전압과의 관계이며 전류가 전압의 시간적 변화율에 비례함을 알 수 있다. 그 비례계수가 곧 그 소자의 커패시턴스이다.
전기적 성질이 주로 커패시턴스인 구체적인 실물을 용량기 또는 속칭 컨덴서라고 한다. 평행2도선 사이에도 작으나마 길이에 비례하는 커패시턴스가 존재한다. C에 걸리는 전압이 시간적으로 불변(DC정상상태)일 때에는 C는 개방(open)상태가 된다.
컨덴서에 관하여 알아두어야 할 한가지 사실은 각 순간에 있어서 컨덴서의 한 단자에서 유입된 전류만큼 타단자에서 출력되지만 컨덴서를 이루는 두 도체간을 통해서는 전하의 이동이 없다는 것이다. 이것은 진공 속에 있는 대립2도체를 생각해 보아도 알 것이다. 이리하여 컨덴서에 유,출입하는 전류는 두 도체에 축적되는 양, 음의 전하를 변화시킬 뿐이다.
▲ R-C 직렬회로
R
위와 같은 R-C 직렬회로에서
이므로 입력임피던스는
여기서
이므로 전류는 전압보다 위상이 만큼 앞선다.
참고문헌
신회로이론 : 박송배 저 : 문운당
일반전자공학실험 : 김태중 저 : 상학당

키워드

커패시터,   rc회로,   전자공학실험