목차
1. 실험목적
2. 실험이론
3. 결과
4. 분석 및 토의
2. 실험이론
3. 결과
4. 분석 및 토의
본문내용
직렬과 병렬로 연결 했을 때 각각의 경우 축전기의 축전량은 얼마인가?
직렬로 연결 했을 때 보다 병렬로 연결 했을 때 시간이 더 오래 걸린다. 그 이유는 축전기의 병렬연결 등가 전기 용량은 각 축전기의 전기용량들의 합과 같다.(Ceq=C1+C2+C3+…) 하지만 축전기의 직렬연결에서 등가 전기 용량 Ceq는 축전기 가운데 가장 작은 전기 용량보다 항상 작음을 알 수 있다.(1/Ceq=1/C1+1/C2+1/C3+…) 그러므로 병렬연결 할수록 전기용량이 커져서 시간상수가 커지게 되어 축전량이 더 많아 지고 충전하고 방전하는데 시간이 오래 걸린다.
이번 실험은 직류 전원에 의해 축전기에 전하가 충전되고 방전되는 양상을 알아보는 실험이었다. 일단 회로판에 축전기와 저항기 전압계를 잘 연결하여 일정한 시간마다 충전, 방전량을 알아보는 것이 주요 포인트로 회로판만 잘 꾸미면 어렵지 않는 실험이었던 거 같다. 이번 학기 때 기초 회로 실험을 들어서 그런지 회로 꾸미기 상대적으로 어려운 Bread board를 사용하다가 물리학 및 실험에서 쓰는 회로판을 쓰니 회로도 구성하는데 좀 쉬웠던 거 같다. 이번 실험을 하면서 가장 어려웠던 점은 충전과 방전되는 동안 전압계가 너무 빨리 올라가거나 빨리 떨어져서 측정하는데 힘들었고, 일정 시간의 전압값이 계속 변하여 측정하기 어려웠다. 이렇게 정확하게 측정하기 어려웠던 점이 오차의 가장 큰 원인이었다고 생각한다. 그리고 이번 실험을 하면서 축전기를 방전하여 전압값을 0으로 맞춘 뒤 충전하여 실험하였는데 100보다 330가 방전할 때 0으로 걸리는 시간이 너무 오래 걸려서 책에 나와 있는 식을 유심히 살펴보니 시간상수에 의해 위와 같은 현상이 발생한다는 걸 알았을 때 뿌듯했다. 330 실험을 할 때 방전시 0으로 전압을 만드는 것이 너무 오래 걸려서 330을 2개를 사용하였기 때문에 약간의 시간에 오차가 발생한 것 같다.
실험을 하면서 다른 조에 비해 제일 빨리 끝났고 집에 와서 레포트를 쓰면서 그려본 Vc, Vd 그래프도 거의 물리학 서적에 나오는 전압과 시간과의 관계 그래프와 비슷하게 나와서 실험이 잘 된 것 같다. 특히 물리학 서적을 찾아보면서 축전기의 병렬연결과 직렬연결 일 때의 전기용량의 특성을 공부한 점도 회로 이론적 지식을 쌓는데 많은 도움이 될 것이다. 다음 실험도 실험 방법을 미리 숙지하여 오차를 줄이고 실험을 통해 실제로 적용하면서 이론과의 차이를 알아가고 싶다.
직렬로 연결 했을 때 보다 병렬로 연결 했을 때 시간이 더 오래 걸린다. 그 이유는 축전기의 병렬연결 등가 전기 용량은 각 축전기의 전기용량들의 합과 같다.(Ceq=C1+C2+C3+…) 하지만 축전기의 직렬연결에서 등가 전기 용량 Ceq는 축전기 가운데 가장 작은 전기 용량보다 항상 작음을 알 수 있다.(1/Ceq=1/C1+1/C2+1/C3+…) 그러므로 병렬연결 할수록 전기용량이 커져서 시간상수가 커지게 되어 축전량이 더 많아 지고 충전하고 방전하는데 시간이 오래 걸린다.
이번 실험은 직류 전원에 의해 축전기에 전하가 충전되고 방전되는 양상을 알아보는 실험이었다. 일단 회로판에 축전기와 저항기 전압계를 잘 연결하여 일정한 시간마다 충전, 방전량을 알아보는 것이 주요 포인트로 회로판만 잘 꾸미면 어렵지 않는 실험이었던 거 같다. 이번 학기 때 기초 회로 실험을 들어서 그런지 회로 꾸미기 상대적으로 어려운 Bread board를 사용하다가 물리학 및 실험에서 쓰는 회로판을 쓰니 회로도 구성하는데 좀 쉬웠던 거 같다. 이번 실험을 하면서 가장 어려웠던 점은 충전과 방전되는 동안 전압계가 너무 빨리 올라가거나 빨리 떨어져서 측정하는데 힘들었고, 일정 시간의 전압값이 계속 변하여 측정하기 어려웠다. 이렇게 정확하게 측정하기 어려웠던 점이 오차의 가장 큰 원인이었다고 생각한다. 그리고 이번 실험을 하면서 축전기를 방전하여 전압값을 0으로 맞춘 뒤 충전하여 실험하였는데 100보다 330가 방전할 때 0으로 걸리는 시간이 너무 오래 걸려서 책에 나와 있는 식을 유심히 살펴보니 시간상수에 의해 위와 같은 현상이 발생한다는 걸 알았을 때 뿌듯했다. 330 실험을 할 때 방전시 0으로 전압을 만드는 것이 너무 오래 걸려서 330을 2개를 사용하였기 때문에 약간의 시간에 오차가 발생한 것 같다.
실험을 하면서 다른 조에 비해 제일 빨리 끝났고 집에 와서 레포트를 쓰면서 그려본 Vc, Vd 그래프도 거의 물리학 서적에 나오는 전압과 시간과의 관계 그래프와 비슷하게 나와서 실험이 잘 된 것 같다. 특히 물리학 서적을 찾아보면서 축전기의 병렬연결과 직렬연결 일 때의 전기용량의 특성을 공부한 점도 회로 이론적 지식을 쌓는데 많은 도움이 될 것이다. 다음 실험도 실험 방법을 미리 숙지하여 오차를 줄이고 실험을 통해 실제로 적용하면서 이론과의 차이를 알아가고 싶다.
소개글