[일반물리학실험] RLC 직류회로 실험 결과보고서 (데이터 + 토의)

소개

일반물리학 실험 RLC 직류회로 실험 결과보고서 입니다.
실험 데이터와 토의(discussion)가 포함되어있습니다.

목차

1. 실험결과 및 데이터
(1) RC회로
(2) RL회로
2. 토의

본문내용

※실험결과 및 데이터
(1) RC회로
1) R=100Ω, C=330μF
충 전
방 전
오차 :
오차 :
2) R=100Ω, C=100μF
충 전
방 전
오차 :
오차 :
(2) RL회로-R=100Ω, L=12.7mH
오차
※토 의
RC 회로에서 충전과 방전일 때의 C 값이 거의 같게 나왔다. 따라서 시상수도 거의 같다.
전자기 유도에 의한 기전력은 이다.
그리고 자체유도에 의한 기전력은 이다.
솔레노이드에 의한 자기장은 이므로 플럭스는 이다.
그러므로 이 된다.. 따라서 인덕턴스는 단위길이 당 코일 감은수와 코일의 길이, 단면적에 비례한다. 는 투자 상수라고 하는데 자기장을 얼마나 잘 통과시키는가와 관련된 상수이고 이것이 철심을 넣을 때와 넣지 않을 때의 차이를 만든다. 철심은 자기장을 매우 잘 통과시키기 때문에 투자율이 크다고 한다. 따라서 철심을 넣지 않으면 철심을 넣었을 때 보다 L값이 작아질 것이다.
RL회로 실험에서는 실제 코일의 저항은 0이 아니다. 코일의 저항이 0이라면 회로의 저항을 100옴으로만 생각하면 된다. 하지만 실제 실험에서 사용한 코일은 저항이 0이 될 수 없으므로 코일의 저항을 이라고 하면 총 저항은 가 된다. 이것을 이용해서 전압을 ON, OFF 했을 때 각각의 전압은 다음과 같이 보정되어야 한다.
ON : , OFF :
위 식을 잘 살펴보면 ON일때의 전압은 를 점근선으로 가진다. 그러므로 시간이 지나면서 점점 감소하다가 에 가까워진다. 그런데 실험결과를 보면 그 값이 매우 작다는 것을 알 수 있다. 즉, 이 매우 작다는 것이다. 만약 이 된다면 전압이 ON 되었을 때, 시간이 흐른 뒤 0이 될 것이다.
t=0일 때에는 가 되어야 하는데 그렇지 않았다. 이것은 아마도 자기장의 손실 때문일 것이다. 변압기 실험에서도 그랬듯이 철심을 넣고 한다고 해서 100% 자기장을 받아들일 수는 없었다. 따라서 이번에도 그런 이유에서 이론값보다 작게 나온 것 같다.
전압을 OFF 할 때도 역시 5V 보다 작게 나왔고, 또한 전압을 ON 할 때보다 더 작았는데 이것은 위 식에서 확인 할 수 있듯이 이 최대값이기 때문이다.

참고자료

· 없음