[물실] s-ca를 이용한 콘덴서의 충방전 실험

소개글

[물실] s-ca를 이용한 콘덴서의 충방전 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

S-CA를 이용한 콘덴서의 충방전 실험

1. 실험결과
2. 분석
3. 고찰
4. 결과
5. 참고문헌

본문내용

1
2.2
-4.536
522
2.3
-4.541
523
2.4
-4.55
524
2.5
-4.541
525
2.6
-4.541
526
2.7
-4.545
527
2.8
-4.355
528
2.9
-3.945
529
3
-3.574
530
3.1
-3.227
531
3.2
-2.929
532
3.3
-2.656
533
3.4
-2.382
534
3.5
-2.182
535
3.6
-1.982
536
3.7
-1.801
537
3.8
-1.65
538
3.9
-1.489
539
4
-1.352
540
4.1
-1.22
541
4.2
-1.113
542
4.3
-1.015
543
4.4
-0.937
544
4.5
-0.834
545
4.6
-0.766
546
4.7
-0.668
547
4.8
-0.634
548
4.9
-0.571
549
5
-0.522
550
5.1
-0.468
551
5.2
-0.439
552
5.3
-0.39
553
5.4
-0.346
554
5.5
-0.327
555
5.6
-0.297
556
5.7
-0.268
557
5.8
-0.244
558
5.9
-0.224
559
6
-0.205
560
6.1
-0.185
561
6.2
-0.166
562
6.3
-0.146
563
6.4
-0.131
564
6.5
-0.126
565
6.6
-0.117
566
6.7
-0.102
567
6.8
-0.083
568
6.9
-0.087
569
7
-0.058
570
7.1
-0.078
571
7.2
-0.063
572
7.3
-0.058
573
7.4
-0.053
574
7.5
-0.043
575
7.6
-0.048
576
7.7
-0.043
577
7.8
-0.029
578
7.9
-0.029
579
8
-0.039
580
8.1
-0.019
581
8.2
-0.014
582
8.3
-0.014
583
8.4
-0.009
584
8.5
-0.019
585
8.6
-0.019
586
8.7
-0.024
587
8.8
-0.009
588
8.9
-0.009
589
9
-0.009
590
9.1
0
591
9.2
-0.014
592
9.3
-0.009
593
9.4
-0.014
594
9.5
-0.029
595
9.6
-0.009
596
9.7
0
597
9.8
-0.004
598
9.9
-0.009
599
10
-0.014
600
10.1
-0.024
601
10.2
-0.004
602
10.3
-0.004
603
10.4
0
604
10.5
0
605
10.6
0.004
606
10.7
0
607
10.8
-0.004
608
10.9
-0.004
609
11
-0.004
610
11.1
0
611
11.2
0
612
11.3
-0.004
613
11.4
0
614
11.5
0.004
615
11.6
-0.014
616
11.7
-0.009
617
11.8
-0.009
618
11.9
0.014
619
12
0
620
12.1
0.009
621
12.2
-0.014
622
12.3
0
623
12.4
0
624
12.5
0
625
12.6
0
626
12.7
0
627
12.8
0.009
628
12.9
0
629
13
-0.004
630
13.1
0.004
631
13.2
0
632
13.3
0.004
633
13.4
0.004
634
13.5
0.009
635
13.6
-0.004
636
13.7
0.004
637
13.8
0.004
638
13.9
0.004
639
14
0.019
640
14.1
0
641
14.2
0
642
14.3
-0.009
643
14.4
-0.004
644
14.5
0.004
645
14.6
0
646
14.7
0.009
2. 분석
실험결과
R
C
(s) = RC
충전
1-1.
10K
10
0.1
1-2.
50K
10
0.5
1-3.
100K
10
1
방전
1-4.
10K
10
0.1
1-5.
50K
10
0.5
1-6.
100K
10
1
실험결과 충전은 0V에서 5V쪽으로, 방전은 5V에서 0V로 그래프의 추세가 이동하는 것을 알 수 있다. 충전과 방전 모두의 실험에서 저항을 크게 할수록 충방전되는데에 시간이 오래 걸림을 알 수 있다. 이는 Physics view의 txt로 산출한 시간의 결과로도 알수 있고, 이론값으로 시상수를 구함으로서도 알수 있다.
3. 고찰
실험결과
R
C
(s) = RC
txt에서의 시상수 값
오차
충전
1-1.
10K
10
0.1
1.30
1.20
1-2.
50K
10
0.5
1.20
0.70
1-3.
100K
10
1.0
4.50
3.50
방전
1-4.
10K
10
0.1
0.75
0.65
1-5.
50K
10
0.5
1.10
0.60
1-6.
100K
10
1.0
3.00
2.00
평균
1.44
이번 실험은 오차가 상당하다. 우선 개념을 정리할 필요가 있다. RC를 회로의 용량 시간상수라고 하며 (타우)라는 기호를 사용하여 나타낸다. 시간 상수 는 콘덴서가 완전히 충전되어 평형 상태에 도달했을 때의 전하량의()(63%)배내로 충전되는데 걸리는 시간이다. 그래서 위의 그래프에서 계산한 해당 시간에 63%가 충전되어 있거나, 37%가 방전되어 있어야 했다. 그런데 실제로는 그렇지가 않았다. 위의 그래프에서 ‘txt에서의 시상수 값’은 physics view에서 txt로 뽑아낸 측정치에서 전압5V의 63%인 3.5V에 근사한 시간을 뽑아낸 것이다. 위의 식에서 오차는 (txt에서 시상수 값)-(이론상의 값(s) = RC)을 계산한 결과이다. 이번 실험에서 전기용량C를 바꿔서 실험하지 못한점이 아쉬웠다. 그리고 저항값이 너무 작아서 시상수를 구하는데, 오차가 발생했을 가능성이 많다.
4. 결과
이번 실험은 저항과 콘덴서로 이루어진 회로에서의 콘덴서에 인가되는 전압의 시간적 변화를 관측하고 회로의 용량 시간상수를 구하는 것이였다. 회로의 법칙을 적용해서 를 구할 수 있고, 이를 이용해 시상수의 값을 역으로 구할 수 있다. 그 시상수는 충전시 전체 용량의 63%가 될 때의 시간을, 방전시 37%가 될 때의 시간을 말해준다.
5. 참고문헌
일반물리학실험, 성균관대학교물리학과 물리실험위원회 편, 북스힐

키워드

물실,   s-ca,   콘덴서의 충방전 실험,   충방전 실험,   실험,   콘덴서,   충방전,   실험결과