부산대학교 일반물리학실험(2015) 실험보고서 - 교류 회로
- 최초 등록일
- 2020.09.23
- 최종 저작일
- 2015.03
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소개글
"부산대학교 일반물리학실험(2015) 실험보고서 - 교류 회로"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
가. 실험 1 – R 회로
나. 실험 2 – C 회로
다. 실험 3 – RC 회로
5. 측정값
가. 실험 1 – R 회로
나. 실험 2 – C 회로
다. 실험 3 – RC 회로
6. 실험 결과
가. 실험 1 – R 회로
나. 실험 2 – C 회로
다. 실험 3 – RC 회로
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
본문내용
실험 목적
저항 및 축전기로 구성된 직렬 RC회로에서 교류 전압과 교류 전류를 측정하여 저항 R, 전기 용량 C의 특성을 이해하고 직류 회로와의 차이점을 배운다.
실험 원리
직류 회로에서 전압과 전류는 시간에 따라 변하지 않고 일정하지만 교류 회로에서는 전압 v와 전류 i는 시간에 대한 함수이며, 다음과 같이 표현할 수 있다.
(28.1) V(t)=V sinωt
(28.2) i(t)=I sin〖(ωt-ϕ)〗
여기서 V와 I는 각각 전압과 전류의 진폭(최댓값)이며, ω는 2π⁄T 또는 2πf로 표시되는 각진동수이다. 그리고 f는 진동수로서 Hz 또는 s^(-1)로 나타내며, ϕ는 위상 상수 즉 전압 v에 대한 전류 i의 위상차를 나타낸다.
그림 28-1과 같이 교류 기전력 E를 저항 R과 전기 용량이 C인 축전기와의 직렬 회로에 가하는 경우를 생각해 보자. 이 회로에서 R, C각각에 걸리는 전압 v_R, v_C는 다음과 같다.
(28.3) v_R=iR
(28.4) v_C=q/C=1/C ∫▒idt
임의의 시간에 회로의 각 요소에 걸리는 전압의 합은 다음과 같이 교류 기전력 ε와 같으며
(28.5) E=v_R+v_C=iR+1/C ∫▒idt
가 된다. 한편, 식 (28.2)를 식 (28.3), (28.4)에 대입하면
(28.6) v_R (t)=RI sin( ωt-ϕ)
(28.7) v_C (t)=-1/ωC I cos(ωt-ϕ)=1/ωC I sin(ωt-ϕ-π/2)
로 주어진다. 여기서 v_C는 v_R에 대해 -π⁄2의 위상차가 나는 것을 알 수 있으며, 각 요소의 전압의 진폭을 V_R, V_C이라 하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.
참고 자료
일반 물리학 실험 (청문각)