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연세대 일반물리학 및 실험2 축전기의 전기용량 결과

일반물리학 실험e/m 측정실험 예비R E P O R T과목명일반물리학 및 실험2담당교수여인환 교수님이름곽성훈학과명이학계열학번20091311081. 실험결과가. 축전기의 전기용량1) 평행 판 사이의 거리가 일정d (mm)V (V)m (kg)F=mg (N)C=2Fd/V2 (pF)640.001700.016712.5060.004230.041513.8280.006790.066512.48100.009930.097311.68평균 전기용량12.61683d (mm)r (m)A (m2)C 이론 (pF)오차율 (%)60.0530.0088213.023.072) 평행 판 사이의 전압이 일정d (mm)V (V)m (kg)F=mg (N)C=2Fd/V2 (pF)680.006790.066512.4880.003300.03238.09100.002310.02267.07120.001700.01676.25d (mm)r (m)A (m2)C 이론 (pF)오차율 (%)60.0530.0088213.0164.180.0530.008829.76217.1100.0530.008827.8109.4120.0530.008826.5084.03) 평행 판 사이의 전압이 일정하고 크기가 큰 축전기d (mm)V (V)m (kg)F=mg (N)C=2Fd/V2 (pF)68.0000.016810.16530.88888.0000.008100.07914.884108.0000.005190.0519.537128.0000.004030.0397.405d (mm)r (m)A (m2)C 이론 (pF)오차율 (%)60.0750.017726.06518.580.0750.017719.54823.8100.0750.017715.63939.0120.0750.017713.03243.14) 평행 판 사이의 유전체가 있는 경우d (mm)V (V)m (kg)F=mg (N)C=2Fd/V2 (pF)에어68.0000.016810.16530.888아크릴660.004690.046015.32유리640.002380.023317.49d (mm)r (m)A (m2)C 이론 (pF)오차율 (%)에어60.0750.0176726.06518.50아크릴60.0750.0176737.48659.13유리60.0750.0176744.23160.452. 결과분석 및 토의가. 토의1. 오차원인가. 질량의 측정오차나. 자연적인 방전다. 전압의 정확도라. 완전한 방전 및 대전 (방전 시 남은 전하)마. 정밀한 질량을 측정하는 실험인데 평행 판에 전압을 걸어주는 선이 연결되어 있어서 판의 위치에 따라 위치 가 변함에 따라 질량이 변할 수 있다.바. 평행 판 사이의 유전체가 있는 경우에 실험도중 “딱딱” 소리가 나면서 질량이 불연속적으로 변하는 것을 관 찰 하였다. 이는 유전체를 판 사이에 넣었을 때 전기용량이 증가함에 따라 판 사이에 걸리는 전기장이 커져 서 평행 판 사이에 많은 양의 방전이 일어난 것이다. 따라서 큰 오차의 원인이 된다.사. 크기가 큰 평행 판 실험에서도 바와 같은 이유로 오차가 많이 발생하였다.아. 평행 판 사이의 방전을 할 때 전자가 일부 질량 측정계 쪽으로 들어가 질량 측정계가 셧다운이 되는 현상이 있었다. 이 영향으로 질량의 오차가 발생한다.2. 토의이번 실험은 축전기의 정전용량을 측정하는 실험 이였다. 밑에 판을 저울위에 위에 판을 고정시켜놓고 일 정한 거리를 띄어두고는 고압의 전압을 걸게 되면(밑의 판과 위의 판의 극을 반대로 하여)전기장이 형성되면 서 극판끼리 서로 당기게 되는데 그 힘을 저울의 무게가 가벼워진 정도를 통해 알고 구했다. 그래서 이론값 과 비교해보는 실험 이였다.세 번째 실험은 유전체 판이 중간에 끼어있어서 어떻게 할지 고민하다가 가운데 아주 얇은 극판을 놓으면 축전기가 직렬로 두개가 연결된 것과 똑같을 것이라고 생각하여 하나는 극판사이가 유전체 판으로만 되어 있는 축전기 하나와 극판사이가 공기로만 되어있는 축전기 하나를 직렬 연결하는 공식을 이용해서 이론값을 구하였다.나. 결과분석이 실험에서는C= epsilon _{0} {A} over {d} 공식을 실험적으로 확인하는 것이 목표이다. 평행 판 사이의 전압과 거리 또는 평행 판종류dC이론오차율작은판126.514.00작은판107.819.42작은판89.7617.18작은판613.024.14큰판1213.0343.18큰판1015.6439.02큰판819.5523.86큰판626.0618.50아크릴637.4959.13유리644.2360.45의 넓이를 변화해 가며 전기용량의 실험식과 이론식 사이의 값을 구하였다. 상대적으로 전기용량이 큰 평해 판의 실험을 하였을 때 방전이 자주 일어나 높은 오차율이 발생하였다. 방전이 작게 일어나는 실험에서 이론식과 가장 유사한 값을 발견한 것도 이를 나타내준다. 아래는 이론적 전기용량 증가와 오차율의 상관관계이다. 완벽한 선형은 아니지만 전기용량이 증가함에 따라 오차율이 증가함을 볼 수 있다.

자연과학| 2013.10.15| 5페이지| 4,000원| 조회(1,014)

축전기, 연세대, 전기용량, 대학물리, 축전기 결과

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20. 물리학 A-1 HW1

1. What is the resonance frequency in this case?공진의 의미 : A. L의 임피던스 = C의 임피던스B. 회로의 큰 진동 전류가 흐르는 현상L의 임피던스 : XL=2*PI*f*LC의 임피던스 : XC=1/(2*PI*f*C)=> 2*PI*f*L=1/(2*PI*f*C) => f=1/(2*PI*(LC)^0.5)따라서 f=22.5kHz2. Plot the voltages across the L and the C respectively as a function of fV _{L} (f)= {W ^{2} LC} over {W ^{2} LC-1}V _{C} (f)= {1} over {1-W ^{2} LC} ==> (W=2 pi f,`f는`주파수)3. 참고문헌yscec.yonsei.ac.kr , 물리학실험 A-1, 전자칠판 , 4-band-stop-filter

자연과학| 2013.08.08| 1페이지| 3,000원| 조회(62)

물리학실험, 공진, hw1, 물리학 A-1 HW1

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3. 물리학 A-1 RLC Filter 예비

라) Filter Filter는 주파수의 변화에 따라 전압의 출력이 달라지므로 고주파나 저주파 노이즈를 Filter를 통해 걸러넨다.2. 필터의 종류가) 노이즈 필터(RC,LC)필요한 스펙트럼 외에 노이즈를 제거시킬 목적으로 쓰이는 필터나) 주파수 필터ⅰ) LPF 필터(저주파 통과)ⅱ) HPF 필터(고주파 통과)ⅲ) BPF 필터(대역 통과)다) 전원필터(리플제거용)

자연과학| 2013.08.08| 2페이지| 1,000원| 조회(97)

물리학, 예비보고서, 물리학 A-1 RLC Filter 예비, Filter 예..

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12. 물리학 A-1 OP AMP 결과

1. 실험결과가. Inverting Amplifier그림1. Inverting Amplifier 1그림2. Inverting Amplifier 2R1(Ω)R2(Ω)Vcc(V)Vee(V)진폭(input,V)진폭(output,V)진폭율이론진폭율오차율inverting 1991494012-120.8214.124502.3%498.5%0.77%inverting 23810494012-120.911.375151.1%129.7%16.54%나. Noninverting Amplifier그림3. Noninverting Amplifier 1그림4. Noninverting Amplifier 2R1(Ω)R2(Ω)Vcc(V)Vee(V)진폭(input,V)진폭(output,V)진폭율이론진폭율오차율Noninverting 1995494012-121.5548.0775519.8%596.5%12.86%Noninverting 23810494012-121.0872.7938257.0%229.7%11.91%다. Adder그림4. AdderRa(Ω)Rb(Ω)Rc(Ω)R1(Ω)R2(Ω)R3(Ω)R4(Ω)R5(Ω)진폭(input,V)진폭(output,V)진폭율이론진폭율오차율9**************************9401.1670.49642.5%48.5%12.44%(참고: R4의 저항의 크기가 작아 진폭이 증가하지 않고 감소하였다. 하지만 Adder의 역할은 하였다.)V1(V)V2(V)V3(V)1.1670.8530.307( V1,2,3가 다른 저항에 영향을 받으므로 아래 식을 이용하여 전압을 구하였습니다. )V1=V _{input}=1.167V2=V _{3} (1+ {R _{b}} over {R _{3}} + {R _{b}} over {R _{c}} )=0.853V3=1.167/( {R _{a}} over {R _{2}} + {R _{a} R _{b}} over {R _{2} R _{3}} + {R _{a} R _{b}} over {R _{2} R _{c}} +1+ {R _{b}} over {R _{3}} + {R _{b}} over {R _{c}} + {R _{a}} over {R _{3}} + {R _{a}} over {R _{c}} )=0.3072. 결과분석가. Inverting Amplifier이론식 :{V _{out}} over {V _{input}} =- {R _{2}} over {R _{1}}R1(Ω)R2(Ω)진폭율이론진폭율오차율inverting 19914940502.3%498.5%0.77%inverting 238104940151.1%129.7%16.54%위상이 180도 차이나는 것을 확인하였고, 진폭율의 변화가 이론식과 근사한 값을 가지는 것을 확인하였다.나. Noninverting Amplifier이론식 :{V _{out}} over {V _{input}} =1+ {R _{2}} over {R _{1}}R1(Ω)R2(Ω)진폭율이론진폭율오차율Noninverting 19954940519.8%596.5%12.86%Noninverting 238104940257.0%229.7%11.91%위상차이가 없는 것을 확인하였고, 진폭율의 변화가 이론식과 근사한 값을 가지는 것을 확인하였다.다. Adder이론식 :V _{out} =-( {R _{4}} over {R _{1}} V _{1} + {R _{4}} over {R _{2}} V _{2} + {R _{4}} over {R _{3}} V _{3} )V1(V)V2(V)V3(V)R1(Ω)R2(Ω)R3(Ω)R4(Ω)진폭율이론진폭율오차율1.1670.8530.307496*************2.5%48.5%12.44%위상이 180도 차이나는 것을 확인하였고, 진폭율의 변화가 이론식과 근사한 값을 가지는 것을 확인하였다.3. 토의1. Transistor회로와 OP AMP회로의 차이점상대적으로 OP AMP가 사용하기 편리하였다.a. 정확성b. 구성의 간편성c. 회로에 대한 직관적 이해2. 오차 발생원인a. 회로의 구성에 있어서 많은 저항이 있으므로 다른 저항의 영향을 받음b. 프로브 쪽으로 흐르는 전류가 존재하므로 영향을 받음c. 전선사용 시 발생하는 노이즈3. 실험 시 잘못한 점과 생각하기 어려운 부분a. Adder실험에서 저항 값에 상관없이 입력전압에 연관지여 증폭이 될 것 이라 생각한 점 -> R4의 저항 값을 R1,2,3에 비해 높여줘야 함b. V1,2,3의 값을 R1,2,3을 무시하지 않고 구하면 상당히 복잡함c. 총 5가지 실험에서 4가지 실험에서 10~15%오차가 생긴 것으로 보아 동일한 오차발생요소가 있을 가능성이 크지만 찾지 못하였다.4. 참고문헌yscec.yonsei.ac.kr , 물리학실험 A-1 , 전자칠판 , OP AMP-1

자연과학| 2013.08.08| 6페이지| 3,000원| 조회(100)

물리학 A-1 OP AMP 결과, 물리학 A-1 OP AMP, 물리학 A-1..

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공대 및 이학계열용 실험및 실습레포트 표지

학교| 2013.08.09| 1페이지| 300원| 조회(188)

레포트 표지, 표지, 일반물리 표지, 일반화학 표지

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