공학기초물리실험 - RLC 직류회로

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즉 그래프에서 인덕터에 걸리는 전압값이 거의 0에 가까운 값을 기록할 때 저항R에 걸리는 전압값은 최고치를 기록하고 있다. 마지막 그래프에서는 정확히 5V가 흐르고 있음을 보여주고 있다. 그런데 마지막 그래프에서 RC회로에서와는 달리 그래프가 직사각형이 아니다. 이는 인덕터에서 생기는 유도 기전력에 의한 것이라고 할 수 있다.
오차가 생긴 가장 큰 원인은 도선의 내부저항 때문이라고 할 수 있다. 모든 실험값이 도선 내부의 저항에 영향을 받아서 이론값과 정확히 일치하지 않았다. 도선 내부의 저항이 0이되는 물질을 사용하였다면 오차가 훨씬 작아졌을 것이라 짐작할 수 있다.
질문 1) 인덕턴스 작용 곡선에서 DC 전압을 ON 하는 경우, [표2] 에서 보는 바와같이 t=0 일때 전압은 V0= 5V 가 되어야 하는데 그렇지 않은 이유는 무엇일까? 또, DC전압을 OFF 하는 경우는? DC 전압을 off 하는 경우가 on 하는 경우보다 처음 전압의 크기가 크며 두 경우 모두 이상적인 5V가 되지 못한다. 위의 그래프를 보면 최대값을 첫 시작점에서 갖지 않는데 이는 인덕터에 전류가 흐를 때까지 약간의 시간차가 생기기 때문이다. 이러한 시간차로 인해 최대값을 어느정도 시간이 흐른 후에 갖는데, 이 때는 시간이 흘렀기 때문에 5V를 갖지 않는다. 또한 전압이 걸리는 순간 생기는 역기전력도 전압강하의 중요한 요인이 된다. 또한 off를 하는 경우에는 시간차가 더 작으므로 on 하는 경우일때보다 최대값이 크게 된다.
질문 2) 이상적인 인덕터의 경우 즉, 인덕터의 내부저항이 "0" 에 가까와 질수록 [그림8]의 그래프는 어떻게 될 것인가? 인덕터의 내부저항이 0에 가까워질수록 t=0일 때의 전압은 5V에 가까워지게 된다.
질문 3) 인덕터에 철심(iron core)을 넣는 경우와 그렇지않은 경우 인덕턴스 L 값은 어떤 차이가 있겠는가? 인덕턴스 L은 저항의 저항값 R과 비교할 수 있다. 인덕턴스는 인덕터에 전류가 흐를 때 역기전력이 발생하여 전압강하가 일어날 때 이를 저항처럼 표현한 것이다. 그러므로 역기전력이 세질수록 L값도 커진다고 할 수 있다. 인덕터에 철심을 넣으면 유도전류에 의한 자기장이 세지고 역기전력도 커지므로 인덕턴스 L값도 커질 것이다.
7. 참고문헌
- PHYSICS GIANCOLY 6th Edition
- 연세대학교 일반물리학 실험실 ( http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/ )

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