rc회로[2]
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작성일 18-12-24 09:15
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rc회로,전기전자,실험결과
실험결과/전기전자
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설명
rc회로[2]
rc회로[2]
순서
다. 그러나 이러한 기준값이 실제로 필요로 하는 값과 다를 수 있다 그럴 때는 축전기들을 서로 연결하여 필요한 값을 얻을 수 있는데, 가장 간단한 연결방법이 직렬연결과 병렬연결이다.
1) 축전기
축전기란 전자회로에서 전하를 모으는 장치이다. 위의 식으로부터 이다. [369p Fig 18.7] 그림2
그림2와 같이 점 a와 b사이에 축전기가 연결되어 있을 경우 두 축전기의 위판과 밑판은 각각 등전위면을 형성하게 되어, 두 축전기에 대한 전위차는 로 같게 된다 그러나 전하 과 는 같지 않을 수 있다 왜냐하면 의 식으로부터, 전압이 동일하여도 축전기의 전기용량이 다르면 도 다를 수 있기 때문일것이다 따라서 , . 두 개의 축전기의 결합을 하나의 등가 축전기로 나타내면 총 전하량 는
이므로,
. 여러 개의 축전기가 병렬로 연결되어있어도 위와 같은 分析방법은 유요하므로
3) RC회로
RC회로는 이름에서 알 수 있듯, 저항과 축전기를 포함하는 회로를 의미한다.
직렬연결
직렬로 연결되어 있는 축전기들의 경우 전체 전기용량은 각 축전기에 축적되어 있는 전하량이 같다는 전하의 보존법칙에서 총 전기용량 을 구한다. , 전기용량의 SI단위는 마이클 패러데이의 업적을 기리기 위해 패럿(F)을 쓴다. 편의상 시간에 따라 변하는 전압, 전류, 전하량은 소문자로 나타내고 그렇지 않은 상수는 대문자로 나타내겠다. 축전기의 전기용량 C는 전하의 크기 Q와 전위차 V의 비로 定義(정이)한다.
[368p 그림 18.6]그림1
위의 그림처럼 두 축전기는 직렬로 연결되어 있으며, 두 개의 점 와 사이에는 일정한 전압 가 걸려있다 두 축전기는 모두 초기에는 전하를 띠고 있지 않다가 전위차 를 걸었을 때 전하 가 축전기 의 위판에 대전된다 이러한 양전하로 인하여 발생된 전기장의 전기력선이 의 밑판에 작용하여 음전하를 끌어올리게 되는데, 이로 인하여 밑판은 전하 로 대전되고, 이 음전하는 축전기 의 위판으로부터 와야 하기 때문에 음전하를 잃어버린 의 위판은 양전하 로 대전된다 그러면 이 양전하는 의 밑판에 음전하 를 끌어올리게 된다 의 밑판과 의 위판은 서로를 제외한 다른 어떤 것과도 연결되어 있지 않으므로 이 두 판 사이의 총 전하는 대전되기 전과 마찬가지로 이…(투비컨티뉴드 ) 다(전하의 보존법칙). 그러므로 직렬연결에 있어서 모든 판들에 있는 전하의 크기는 같게 된다 전기용량의 定義(정이)와 그림1에서,
, 이고 따라서
, 그러므로
. 위 식은 두 개의 축전기를 연결한 상태에서 양단에 전압 를 가했을 때의 전하량과 전위차의 관계를 나타낸다. 진공 축전기, 공기 축전기, 금속화종이 축전기 등이 있다 보통 2장의 금속판을 전극으로 하고 그 사이에 절연체(유전체)를 넣은 구조로 만든다.
2) 직렬연결과 병렬연결된 축전기
축전기는 어떤 기준 전기용량과 동작전압에 맞추어 만들어진다. RC회로는, 전류 값이 일정했던 기존의 회로와는 다르게 축전기를 충전하거나 방전하는 경우에는 전류, 전압 그리고 전력이 시간에 따라 변하게 된다
[378P Fig 18.12] 그림3 RC회로
축전기를 충전하는 경우
시간 , 즉, 초기에 축전기가 충전되어있지 않았다고 하자. 어떤 초기시간 에서 스위치를 닫고 회로를 완성하면 기전력장치에서 출발한 전하가 이동하여 축전기를 충전시키기 스타트한다.
2. 실험 theory(이론).
분량상 지난 시간에 거론했던 theory(이론)들은 아주 간략하게 설명(說明)하고 넘어가겠다.
rc회로[2] , rc회로[2]전기전자실험결과 , rc회로
1. 실험 목적
축전기가 저항과 직렬로 연결된 RC 회로에서 충전과 방전에서의 시간 상수를 알아보고, 이 시간상수가 축전기 용량과 저항 값에 따라 어떻게 변하는지 실험을 통해 측정(測定) 해 본다. 따라서 이러한 직렬연결의 축전기를 전체적으로 하나의 축전기로 생각할 때 이 축전기의 전체 전기용량을 당가 전기용량 라고 하면 그 값은 다음과 같이 계산된다
or , 그리고 이러한 해석은 2개가 아니라 다수의 축전기가 직렬로 연결되어 있을 때에도 유요하므로,
병렬연결
병렬연결인 경우에는 등가 전기용량의 값을 각 축전기 양단에 걸리는 전위차가 모두 같다는 에너지 보존 관계에서 구한다.
