AC Circuit / Impedance(예비) - 실험물리학I A+ 레포트

소개

2025-1학기 실험물리학I A+ 레포트입니다.
실험 레포트 작성에 긴 시간 들이지 마시고 다른 과목 공부하시는 걸 추천드립니다.
2학년 1학기 파이팅~

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 재료 및 장비
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

실험 목적
저항, 커패시터, 인덕터와 같은 기본적인 소자들에 대해 이해하고 이를 통해 교류 회로를 구성할 수 있다.
임피던스의 개념을 통해 교류 회로에 대한 이해의 폭을 넓힐 수 있다.

실험 이론
(1) 커패시터(Capacitor)
유전체
축전기는 일반적으로 도체 전극 사이에 비전도체 물질을 포함하고 있는데, 이를 유전체라고 한다. 유전체를 삽입하면 전극의 사이가 진공일 때보다 더 크다. 유전분극 현상으로 보다 많은 전하들이 잡히면서 축전기의 용량이 증가하기 때문이다. 원래 축전기의 전기용량은 C_0= q/V_0 인데 유전체가 있을 경우에는 C= q/V이다. 전하가 동일하고 전위차 V가 V_0보다 작으므로 유전체가 있을 때 전기용량 C는 C_0보다 크다.
전극 사이의 공간이 어떤 유전체로 채워질 때 전기용량 C와 진공일 때의 전기용량 C_0의 비율을 해당 유전체의 유전상수 κ= C/C_0 라고 한다. 예를 들어, 평행판 축전기에서 평행판의 넓이, 평행판 사이의 거리가 같다는 조건 하에 유전상수 κ는 결국 유전체에서의 유전율과 진공에서 유전율의 비율이다. 따라서 κ= ε/ε_0 라고 표현할 수 있다.

커패시턴스(Capacitance)
두 도체에 크기가 똑같고 부호가 반대인 전하량이 각각 축적된 축전기의 전기용량(Capacitance)은 두 도체의 크기, 모양, 간격에 따라 결정된다. 전기용량의 단위는 패럿(F)이다. 1패럿은 1볼트당 1쿨롱인데, 실제로는 패럿 그 자체보다 마이크로 패럿(μF)과 피코패럿(pF)이 많이 사용된다. 전기용량은 정의에 따라 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.

참고자료

· 서강대학교 실험물리학 Ι 매뉴얼, Exp#05. AC Circuit / Impedance
· David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Principle of Physics, 11th edition, WILEY, 2020, p105~308.
· J. David Irwin, R. Mark Nelms, Engineering Circuit Analysis, 12th edition, WILEY, 2022, p241~284.
· Wikipedia, Capacitive coupling : https://en.wikipedia.org/wiki/Capacitive_coupling