축전기와 정전용량

소개글

축전기와 정전용량에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 이 론

3. 실험기구 및 장치

4. 실험방법

5. 실험결과

6. 결과분석

7. 토의 및 건의사항

8. 참고문헌

본문내용

85.06
85.97
1.4589E-10
145.89
59.92
41.07
8
4
11.82
1.158E-10
115.84
6
26.04
1.1342E-10
113.42
114.63
1.0942E-10
109.42
5.21
4.76
실험실에서 실수로 d=8로 놓고 실험을 했는지, 제 노트에는 6mm로 기록되어있으나, 8mm로 설정할 때 오차가 훨씬 작았습니다.
<아크릴>
측정1
측정2
처리
전위차(kV)
질량(-g)
C1계산
C1(pF)
전위차(kV)
질량(-g)
C2계산
C2(pF)
C평균
이론계산
이론치C(pF)
오차
오차(%)
6
4
7.88
5.792E-11
57.92
6
19.25
6.2883E-11
62.88
60.4
6.6694E-11
66.69
6.29
9.43
6. 결과분석
(1) r = 53mm 일때
2페이지의 실험 결과만 놓고 보아도, r=53mm일 때 오차가 상당히 크다. 그래프에서도 보여주듯이 d=12mm일때 실험이 잘못 행해졌는지, 결과 그래프가 그다지 이론치와 일치하지 않는다.
(2) r = 75mm 일때
2페이지의 실험 결과에서 보여주듯 오차가 상당히 작기 때문에 이론 그래프와 유사한 모습을 보인다.
7. 토의 및 건의사항
우선 극판사이의 거리가 일정한 상태에서 전압을 변화시킨 경우를 보면 다음 표와 같이 계산할 수 있다.
거리(m)
전압(v)
저울질량
(kg)
기대값F
(=)
0.005
1000
-0.0005
0.0056
0.005
2000
-0.0020
0.0223
0.005
3000
-0.0040
0.0501
0.005
4000
-0.0075
0.0890
0.005
5000
-0.0130
0.1391
0.005
6000
-0.0205
0.2003
식에 의해 전기력은 전압의 제곱과 비례함을 예측할 수 있다.
(1) 두 극판 사이에 유리판과 아크릴판 등을 각각 끼웠을 때 (하단부에 올려놓음) 정전용량의 변화는 어떠한가? 내부 전기장의 세기는? 이 경우는 축전기의 어떠한 연결로 생각할 수 있는가?
<유리>
측정1
측정2
처리
d
전위차(kV)
질량(-g)
C1계산
C1(pF)
전위차(kV)
질량(-g)
C2계산
C2(pF)
C평균
이론계산
이론치C(pF)
오차
오차(%)
6
4
11.82
8.688E-11
86.88
6
26.04
8.5064E-11
85.06
85.97
1.4589E-10
145.89
59.92
41.07
8
4
11.82
1.158E-10
115.84
6
26.04
1.1342E-10
113.42
114.63
1.0942E-10
109.42
5.21
4.76
<아크릴>
측정1
측정2
처리
전위차(kV)
질량(-g)
C1계산
C1(pF)
전위차(kV)
질량(-g)
C2계산
C2(pF)
C평균
이론계산
이론치C(pF)
오차
오차(%)
6
4
7.88
5.792E-11
57.92
6
19.25
6.2883E-11
62.88
60.4
6.6694E-11
66.69
6.29
9.43
두 극판 사이에 유리판과 아크릴판 등을 각각 끼웠을 때 그러지 않았을 때 보다 정전용량은 커진다. 즉 축전기를 병렬 연결한 효과와 유사하다.
(2) 두 극판사이에 힘이 작용할 때 거리는 변하지 않을까? 그렇다면 그 이유는 무엇일까?
변하지 않는다.
(3) 극판 상단에 고압전원의 (+)극을 연결하고, 하단 극판은 고압전원의 (-)극과 접지를 동시에 연결하여(접지단자와 연결-지구와 연결) 전압을 가하면 어떻게 될까? 이 경우도 접지가 없이 전압을 가하는 경우와 같은가?
<접지>
반지름 = 75mm
두 극판사이의 거리 = 8mm
4kV -2.92g
6kV -6.10g
<접지가 없이 전압을 가하는 경우>
반지름 = 75mm
두 극판사이의 거리 = 8mm
4kV -1.98g
6kV -4.35g
접지한 경우와 접지가 없이 전압을 가하는 경우는 확연히 다르다.
<오차원인>
1. 두 극판사이의 눈금이 정확하지 않다.
2. 실험당시 습도가 높아(비옴) 유전상수에 영향을 주었을 수 있다.
3. 고압 전원 공급 장치의 전압조절기능이 불완전. -극판의 거리가 가까울수록 높은 전압을 공급하는 것이 어렵다.
4. 전압조절기능을 디지털화 하여 실험의 오차를 줄일 수 있었으면 좋겠다.
5. 저울의 설계구조상 수평을 잡기가 매우 힘들었다.
8. 참고문헌
phylab.yonsei.ac.kr
Conceptual Physics 3e - Paul G.Hewitt
Physics 6e - GIANCOLI

키워드

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