일물실2 교류회로 보고서

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목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 재료
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 실험에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
저항 및 축전기(capacitor)로 구성된 직렬 R-C 회로에서 교류 전압과 교류 전류를 측정하여 저항 R(resistance), 전기 용량(capacitance) C의 특성을 이해하고 직류 회로와의 차이점을 배운다.

2. 실험원리
직류 회로에서 전압과 전류는 시간에 따라 변하지 않고 일정하지만 교류 회로에서는 전압 와 전류 는 시간에 대한 함수이며, 다음과 같이 표현할 수 있다.
(1):
(2):
여기서 와 는 각각 전압과 전류의 진폭(최댓값)이며, 는 또는 로 표시되는 각진동수이다(여기서 는 진동수로서 Hz로 나타내고, 는 위상 상수 즉 전압 에 대한 전류 의 위상차를 나타낸다.
교류 기전력 를 저항 R과 전기 용량이 C인 축전기와의 직렬 회로에 가하는 경우를 생각해 보자. 이 회로에서 R, C 각각에 걸리는 전압은 다음과 같다.
(3):
(4):
임의의 시간에 회로의 각 요소에 걸리는 전압의 합은 교류 기전력 와 같다. 한편 (3), (4)식을 (1), (2)식 과 연립하면 다음과 같다.
(5):
(6):

로 주어진다. 여기서 는 에 대해 -/2의 위상차가 나는 rjrtdmf 알 수 있으며, 각 요소의 전압의 진폭을 구하면 다음과 같다.
(7):
(8):
이때의 진폭 값의 합 역시 교류 기전력와 같고, 총 교류 전압의 진폭을라 할 때,
(9):
즉이 성립한다. 앞선 식(6)에서 을 용량성 리액턴스라 하며, 로 나타낸다. 이를 식으로 표현해보면 다음과 같다.
(10):
앞선 식 (9)에서 임피던스 를 도입하여 로 나타낼 때, 실험에서의 측정값: 이고 이론값:으로 나타 낼 수 있다.

3. 실험기구 및 재료
멀티미터, 함수 발생기, 직류 전원 장치, 저항(500이상), 축전기, 브레드보드, 전선,
브레드보드

4. 실험방법
<실험1> R회로
1. 직류 전원 장치를 사용하여 그림 27-3(a)과 같이 회로를 연결한다.
2. 인가 기전력를 0V부터 5V까지 1V 간격으로 바꾸어 가며 회로의 전류를 측정한다.
3. 전류와 전압과의 관계 그래프를 그리고 기울기를 구해본다.
4. 직류 전원 장치를 함수 발생기로 바꾸고 마찬가지로 그림 27-3(b)과 같이 회로를 연결한다.

참고 자료

일반물리학실험 5판