[아주대] 물리학실험2 축전기의 충전과 방전 A+결과보고서

소개

2015년 1학기 물리학실험2 A+받은 보고서입니다.

목차

[1] 측정값 및 계산
[2] 토의
[3] 고찰
[4] 참고문헌

본문내용

질문 ⓵. 충전이 시작되는 시간 또는 방전이 시작되는 시간인 를 위의 6에서와 같이 정할 때 오차는 대략 얼마나 될까? 오차를 줄이는 방법은 어떤 것이 있을까?
Answer :
먼저 충전 시 시작될 때, 시간에 따른 전압 그래프를 살펴보자.
9.995초 일 때 전압은 –3.101×10-4V이고, 10.000초 일 때, 전압은 0.034V이다. 이론 상 10.000초 일 때 충전이 처음 시작되므로 전압이 0V가 나와야 하는데, 0.034V가 나왔다. 즉 오차는 3.4%라고 할 수 있다.
다음은 방전이 시작될 때, 시간에 따른 전압을 살펴보자.
4.995초 일 때, 전압은 3.939V이고 5.000초 일 때, 전압은 3.904V이다. 이론 상 5.000초 일 때, 방전이 막 시작되므로, 3.939V가 나와야 하는데, 3.904V가 나왔다.

<중 략>

이번 실험시간에는 축전기의 충·방전 그래프를 분석하여, 이 현상이 지수함수형 변화인지 확인해 보았다. 그리고 시간상수의 정의에 대해 자세히 알아보고 반감기와 시간상수의 관계식인 가 성립하는지 검증해보았다.
먼저 실험1에서는 축전기의 충전할 때, 시간-전압 그래프가 어떠한 형태로 변하는지 파악해보고 시간상수를 구해보았다. 그래프를 살펴보면, 0초부터 16초까지 시간에 따른 전압의 변화를 알 수 있다. 오차를 줄이기 위해 처음 0초~5초까지의 값을 사용하지 않고, 5초에서 15초까지만 사용하였다. 먼저, 5초~10초일 때, 전압이 감소하는 개형의 그래프가 바로 축전기의 방전그래프이다. 그리고 10초~15초일 때가 축전기의 충전그래프이다. 앞서 질문2에서 답변했듯이 축전기의 충전 시 전압-시간 그래프의 개형은 커브형태로, 지수함수형 변화를 띠고 있다.

참고자료

· 물리학 실험, 제11판, 김기홍 외 15명, 아주대학교 출판부, 2015년, 151-154쪽
· 대학물리학2, 제8판, John W. Jewett, Jr. Raymond A Serway저, 북스힐, 2013년, 611-623쪽