[물리보고서] R,L,C 흐름길의 특성 - 직류, 교류 및 껴울림 특성

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본문내용

순수한 저항 성분만을 갖고 있고, 흐르는 전류나 가한 전위차에 관계없이 저항 값이 일정한 저항체이며, 이상적인 L과 C도 순수한 인덕턴스와 전기들이 성분만을 갖고 감긴 도선의 저항이나 새는 전류가 없다. 그러나 실제 세계에서는 이렇게 이상적일 수는 없으므로 오차가 발생했을 것이다. 그러나 RL실험에서처럼 이끎개의 저항이 무시된 경우 측정된 시간 상수가 이론값으로 구한 시간 상수보다 작아야 하는데, 이 실험에서는 오히려 더 커진 것으로 보아 그 이상의 오차 원인이 있을 것으로 추정한다.
2) RC 직렬 연결 흐름길과 RL 직렬 연결 흐름길에 교류를 흘렸을 때에는 전류와 전압의 위상차이를 보이면서 삼각함수 그래프 모양의 전류가 흐르는 것을 알 수 있다. 이는 축전기와 이끎개의 특성에서 기인하는 것으로, 축전기에서는 전류의 위상이 전압보다 빠르고, 이끎개에서는 전류의 위상이 전압보다 느리다는 것을 알 수 있다. 이들 그래프에서 처음 부분에는 전류의 값이 작게(RC 회로의 경우) 또는 크게(RL 회로의 경우) 측정되는 것을 알 수 있는데, 이것은 교류의 특성이 나타난 것이 아니라, 기전력이 없다가 갑자기 공급되기 시작하여 나타나는 현상이다. (처음의 특이한 값은 직류를 흘릴 때와 같은 이유 때문에 나타나는 것이다.)
실험 3에서는 비교적 정확한 실험 결과가 나왔으나 실험 4에서는 오차가 매우 컸다. 이 원인도 어떻게 설명을 해야 할 지 난감한 상태이다.
실험 3, 4를 비교했을 때에는 들이저항 의 값이 보다 매우 크게 나타나는 것을 알 수 있다. 그 이유는 내가 실험을 하면서 주파수를 3,6,9 정도의 작은 값으로 썼기 때문이다. 이를 통해, 교류 전류에서 축전기와 이끎개의 저항성은 주파수에 따라 달라진다는 것을 알 수 있다. 즉, 주파수가 작을수록 축전기의 들이저항이 커지며, 주파수가 커질수록 이끎개의 들이저항이 커진다.
3) RLC 직렬 연결 흐름길의 교류 특성은 이끎개와 축전기의 특성이 복합적으로 나타난다. 이 회로에서는 교류의 주파수에 따라서 이끎개와 축전기의 들이 저항이 각각 달라지며, 그에 따라 회로 전체의 임피던스도 달라진다. 이번 실험 지침에서 껴울림 곡선을 그리고 껴울림 떨기수를 구하라고 했는데, 실험은 통한 자료만으로는 껴울림 곡선을 어떻게 그려야 할지 몰라서 하지 못했다. 껴울림 떨기수는 로 주어지는데 이 경우에는 37.51318Hz였다. 그러나 여러 가지 실험을 해보지는 못해서 껴울림 떨기수에서 실제 어떻게 되는지는 살펴보지를 못했다.
6. 결론
직류 전류가 흐를 때, 축전기는 전하를 충전시켰다가 전류가 끊기면 충전된 전하를 방전시키며, 이끎개(코일)는 직류 전류가 흐를 때, 전류의 변화가 없으면 단지 저항의 역할만 하다가 전류의 변화가 생기면(기전력이 공급되기 시작할 때, 기전력이 없어질 때) 자체유도가 일어나 역기전력을 일으킨다는 사실을 알 수 있다. 컴퓨터를 사용하는 실험임에도 불구하고 오차가 상당부문 있어서 아쉬움이 남지만, 책으로만 배운 것을 그래프를 사용하여 결과를 눈으로 확인할 수 있어서 좋은 실험이었다.

키워드

물리보고서,   R,L,C 흐름길의 특성 ,   직류, 교류 및 껴울림 특성