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실험보고서 - 커패시터와 저항에 따른 전류와 전압 변화
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* 커패시터와 저항에 따른 전류와 전압 변화
[1] 목 적
RC 회로에서의 교류전원 시에 저항과 커패시터를 따른 전압과 전류의 관계를 오실로스크프로 측정하고 이해한다. 또한 Function Generator와 빵판을 사용하여 사용방법에 대하여 숙지한다.
[2] 원 리
(1) 함수발생기
저전압의 전압과 전류를 공급할 수 있게 해주며, 특정 그래프 모양의 함수를 적용시킬 수 있다. 교류나 직류 그 외의 여러 가지 모양의 파들을 적용할 수 있어 다양한 측정을 할 수 있게 해준다.
(2) 커패시터
커패시터는 절연물에 의해 분리된 두 도전체 평판들 사이에 전하를 축적하는 장치이다. 전류 공급시 각기 다른 2개의 평판 표면에 있는 전자들과 평판에 연결된 전선에 있는 전자들이 배터리 + 단자 쪽으로 이끌려 가고, 동시에 돌일한 비율로 전자들은 배터리의 -단자에서 반발하여 다른 평판 쪽으로 이동한다. 전자의 전달은 커패시터 양단에 걸리는 전압이 공급되는 전압과 동일하게 될 때 까지 지속된다.
저장되는 전하량 Q, 인가전압 V, 비례상수 C 다음 식이 성립한다.
① 커패시터 충전
커패시터 충전은 순간적으로 되지 않고, 회로 소자들에 의해 결정된 시간 동안에 충전하게 된다. 평판에 전하가 쌓여가는 시간을 과도기(transient period)라 하며 일정한 시간 동안 일어난다.
Switch closed
Rapid increase
Small increase
- 스위치를 닫는 순간 배터리에 의해 위 평판에 양전하들이, 아래 평판에 양전하들이 모이게 된다.
- 전하들이 처음에는 매우 빠르게 이동하다가 평판들 사이의 전위가 공급된 배터리 전압과 가까워질 수록 늦어진다.
- 공급전압과 같아질 때 전하의 이동이 종료되고 완전히 충전하게 된다.
- 커패시터가 완전 충전된 경우에는 공급된 전압과 충전된 전압이 동일하므로 전위차가 발생하지 않아 전류가 흐르지 못하
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2013.04.23
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