rc회로에서의 충방전 공전

본문내용

그린다.
⑹ 저항과 콘덴서를 바꾸어 가면서 ⑴∼⑸ 실험을 반복한다.
이때 디지털 멀티메타의 내부 저항은 무시한다.
빠른 방전을 해야하는 경우에는 낮은 저항을 사용하고, 느리게 방전 해야하는
경우에는 높은 저항을 사용한다.
실 험 결 과
C = 47㎌
걸리는 전압 5V
저항 200ko(옴)
1. 시간(t)에 따른 전압변화
t
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
36
39
42
45
V
0
1.2
2.1
2.8
3.4
3.8
4.1
4.3
4.5
4.6
4.7
4.7
4.8
4.8
4.8
4.9
이론상 V
0
1.36
2.36
3.08
3.61
3.99
4.26
4.46
4.61
4.72
4.79
4.85
4.89
4.92
4.94
4.96
2. 시간(t)에 따른 전류(mA)변화
t
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
36
39
42
45
mA
19.0
14.3
10.9
7.9
6.1
4.7
3.8
2.8
2.3
1.9
1.6
1.3
1.2
1.0
0.8
이론상mA
25.0
18.1
13.2
9.6
7.0
5.1
3.7
2.7
1.9
1.4
1.0
0.7
0.5
0.3
0.3
0.2
C = 100㎌
걸리는 전압 5V
저항 200ko(옴)
1. 시간(t)에 따른 전압(V)변화
t
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
36
39
42
45
V
0
0.6
1.1
1.6
2.0
2.4
2.7
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
3.9
4.0
4.1
4.2
이론상 V
0
0.69
1.29
1.81
2.26
2.64
2.97
3.25
3.49
3.70
3.88
4.04
4.17
4.29
4.39
4.47
2. 시간(t)에 따른 전류(mA)변화
t
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
36
39
42
45
mA
21.6
18.9
16.7
14.8
13.0
11.4
9.9
9.0
7.7
7.0
6.1
5.7
5.2
4.5
4.0
이론상mA
25
21.5
18.5
15.9
13.7
11.8
10.2
8.7
7.5
6.5
5.6
4.8
4.1
3.6
3.1
2.6
토의 및 분석
이 실험은 저항과 콘덴서로 이루어진 회로에서의 전류, 전압의 시간적 변화를 측정하기 위한 것이었다. 실험 결과로 인해 충전시 시간에 따라 전압은 초기에 급격히 증가하고 점차 완만해지는 반면에, 전류는 초기에 급격히 감소하고 점차 완만해지는 사실과, C가 높을수록 상대적으로 전압은 낮아지고 전류는 높아지는 사실을 확인할 수 있었다.
결과적으로는 이론상의 그래프와 유사한 형태를 띄게 되었지만, 어느 정도의 오차와 실험과정에 있어서 시행착오를 피할 수 없었다.
오차 원인
1. 실험전 콘덴서에는 약간의 전압이 있었지만, 콘덴서를 완전히 방전시키기 위해서는 주어진 실험 시간에 장애를 초래할 수도 있었기에 어느 정도까지 방전시킨 후, 0에 가까운 작은 값은 임의로 \'0\'으로 가정했다.
2. 전류 측정시, 시간이 0일 때의 콘덴서의 전류를 측정할 수 없었다.
3. 기계로 타이머를 작동하는 것이 아니라, 사람의 손으로 3초 간격을 측정했기 때문에 그 부분마다 오차의 범위가 크게 다를 수밖에 없었다.
우리는 생활속에서 충전기를 많이 접하고는 있지만, 물리학적으로의 접근은 생소한 부분이었기 때문에 이론상의 값을 구하는 공식을 이해하는데는 많은 시간이 요구되었고, 한번의 실험이 끝나면 콘덴서에 충전된 전류를 방전시키는데 짧지 않은 시간이 필요했기에 그만큼 실험 시간이 길어졌으며, 이러한 이유로 다양한 조건과 방법들을 실험에 적용할 수 없었다. 충전시와 더불어, 방전시의 전류를 측정하지 못했던 것에 아쉬움을 남기고 이번 실험을 마친다.

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