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금오공대 커패시터의 충방전

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최초 생성일 2024.11.13
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소개글

"금오공대 커패시터의 충방전"에 대한 내용입니다.

목차

1. 커패시터의 충방전 실험
1.1. 실험 목적
1.2. 관련 이론
1.3. 실험 방법
1.4. 실험 결과
1.5. 결론 및 검토

본문내용

1. 커패시터의 충방전 실험
1.1. 실험 목적

저항과 커패시터로 이루어진 회로에서 커패시터에 인가되는 전압의 시간적인 변화를 관측하고 회로의 시간상수를 구하는 것이 이 실험의 목적이다. RC 회로에서 커패시터의 충방전 과정을 통해 시간상수를 구하고, 이론값과 실험값의 차이를 비교함으로써 실험의 정확성을 확인하고자 한다.


1.2. 관련 이론

그림 과 같이 커패시터와 저항으로 이루어진 회로에서 커패시터가 충전되는 동안 회로에 흐르는 전류는 키르히호프의 법칙을 적용해보면 ε - iR - {q}/C = 0이 되고, q/C는 커패시터 판 사이의 전위차이다. I = dq/dt의 관계가 있으므로 이 식은 R{dq}/dt + q/C - ε = 0 식으로 나타낼 수 있다. 이 미분방정식의 해는 q(t) = Cε(1-exp(-t/RC))로 주어진다. 여기서 초기조건으로 t = 0일 때 q = 0 라는 조건을 사용하였다. 이 식을 시간에 관하여 미분하면 전류의 시간에 따른 변화를 나타내는 식 i(t) = (ε/R)exp(-t/RC)를 얻을 수 있다.

실험적으로 q(t)의 값은 커패시터의 전위차를 측정함으로써 얻을 수 있다. Vc = q/C = ε(1-exp(-t/RC))가 된다. 지수 e에 나타나는 차원이 없어야 하므로 RC는 시간의 ...


참고 자료

태그

#RC 회로 #커패시터 충방전 #시간상수 #키르히호프의 법칙 #충전 #방전 #전압 #전류 #데이터 분석 #오차율

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