RC회로

소개글

RC회로에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험목적
2.실험이론
3.기구 및 장치
4.실험방법
5.주의사항
6.실험결과
7.결과 및 토의

본문내용

실험이었는데 인덕터와 커패시터가 무엇인지 좀 더 알 필요가 있다고 생각한다.
인덕터 : 저항·콘덴서·전자관·트랜지스터·전원(電源) 등과 함께 전기회로를 이루는 가장 중요한 부품 가운데 하나이다. 구리나 알루미늄 등을 절연성 재료로 싸서 나사 모양으로 여러 번 감은 솔레노이드를 주로 사용한다. 즉, 도선을 감은 코일로 가장 기본적인 회로 부품이자 회로 소자이다. 기호는 자기적인 결합을 뜻하는 링키지(linkage)의 머리글자를 따서 L로 표시한다. 전류의 변화량에 비례해 전압을 유도함으로써 전류의 급격한 변화를 억제하는 기능을 한다. 이때 회로에 흐르고 있는 전류의 변화에 따라 전자기유도로 생기는 역기전력(逆起電力)의 비율, 또는 권선에 흐르는 시간의 변화량과 권선에 발생하는 기전력의 비를 인덕턴스라고 한다.인덕터에 전류가 흐르고 있을 때 인덕터의 한 쪽을 갑자기 끊어 버리면, 전류는 순식간에 0이 되면서 매우 높은 전압이 발생하고, 이로 인해 끊어진 회로 부위에는 스파크가 일어난다. 이런 원리를 이용해 인덕터는 각종 전자제품, 발진회로, 전원회로의 전류저장소자 등에서 전류의 급격한 변화를 막고, 전기 잡음을 걸러내는 필터 등으로 사용된다.
커패시터 : 두 도체판 사이에 두고 전압을 걸면음극에는(-)전하가, 양극에는 (+)전하가 같은 크기로 모인다.이때 모이는 전하량은 전압에 비례한다. 축전기는 이런 원리를 이용하여 전자회로에서 전하를충전하거나 방전하는 역할을 한다.보통 2장의 서로 절연된 금속판 또는 도체판을 전극으로 하고 그 사이에 절연체 또는 유전체를 넣는다.이상적인 평행판 축전기의 경우, 축전기의 전기용량 C의 크기는전극의 면적 A에 비례하고,전극 사이의 거리 d에 반비례한다. 전극 사이의 유전체의 유전율을 ε(엡실론)이라고 하면, 전기용량 C는 가 된다. 따라서 전극의 표면적이 클수록, 간격이 좁을수록, 또 유전체의 유전율이 클수록 전기용량이 커진다. 하지만간격이 지나치게 좁거나전압이 지나치게 높으면 절연체의 절연이 파괴되어 방전이 일어나므로 주의해야 한다. 이는 전극 사이의 간격을 무한히 작게 만들 수 없다는 것을 뜻한다. 그러므로 유전체의 절연파괴전압이 견디는 한도에서 간격을 최대한 작게 하고, 같은 부피에서 면적을 최대한 크게 하면 크기는 작지만 큰 용량을 가진 축전기를 만들 수 있다.두 개 이상의 축전기를 병렬로 연결할 때, 전체의 합성전기용량은 각각의 전기용량을 모두 더한 것과 같다. 직렬로 연결할 경우는 각각의 전기용량의 역수를 모두 더한 총합의 역수와 같다. 예를 들어 두 개의 축전기 C1, C2를 병렬로 결합하면 합성용량 C는 C＝C1+C2이며, 이는 원래의 C1 또는 C2보다 크다.직렬로 결합하면 합성용량 C는 1/C＝1/C1＋1/C2의 식을 통해C＝C1C2/(C1＋C2)이며, 이는 원래의 C1 또는 C2보다 작다.축전기에 직류전압을 가하면 전하가 완전히 충전될 때까지 아주 짧은 시간동안전류가 흐르고 더이상 전류가 흐르지 않는다.이때전기용량을 C, 전압을 V라고 할 때 충전된 전하량 Q는 Q=CV로 주어진다.그리고 축전기에 저장되는 전기에너지는 U는 다음과 같이 주어진다.교류전압을 가하면 전하는 충전·방전되면서 전류가 흐르며 축전기는 일종의 저항 역할을한다. 이때 축전기가 나타내는 저항을 리액턴스(reactance)라 한다. 만약 교류전압이 각진동수가 ω인 정현파(사인파)이면, 리액턴스의크기는 1/ωC이다. 교류전압의 최대값이 Vmax라면 전류의 최대값은 Imax= ωCVmax 가 된다.단, 전류의 위상이 전압보다 90°만큼 빠르다. 이렇듯 커패시터와 인덕터는 비슷하지만 다른 역할을 하고 있다. 우리는 이렇게 인덕터와 커패시터의 사용으로 달라진 위상차를 측정하여 이것을 그래프로 그렸다. 나아가 이런 원리로 발전기 모터 등이 구동되고 발전기 중에 대표적인 삼상 전압기를 만드는 것을 깨달았다. 커패시터와 인덕터는 위상차를 만들기 때문에 앞으로 회로를 구동할 때도 많이 쓰이고 많은 도움을 줄 것 같다. 결과에 대해서는 실험 1과 실험 3은 잘 나온 반면에 실험 2가 잘 안나왔다. 다른 것들은 잘 나왔는데 실험 2만 잘 안 나온 것을 보면 시간위치를 잘못 선택하거나 시간설정을 잘못한 것이 원인이라고 생각한다.
8. 참고문헌
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http://him.phys.pusan.ac.kr/~yoo/lecture/GPII.files/frame.htm#slide0087.htm
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http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1232665&cid=200000000&categoryId=200003051
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1150345&cid=200000000&categoryId=200000817
김병배 외 5명, 대학물리학실험 (북스힐, 2010), p 307-316
9. 질문
1) 시간 상수의 네 배가 되면, 축전기에는 최대 전하량의 몇 퍼센트가 충전되겠는가?
*100%
2) 저진동수 통과 여과기를 만들려면, 회로를 어떻게 구성해야겠는가?
Vc를 구한다. 따라서 Vc를 측정하도록 한다

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