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커패시터의 충방전




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설명

? 커패시터의 충방전

實驗(실험)목적
(1) 저항을 통하여 캐패시터가 충전되는 시간을 實驗(실험)적으로 결정한다.
(2) 저항을 통하여 캐패시터가 방전되는 시간을 實驗(실험)적으로 결정한다.

theory(이론)적 배경
① 커패시터란?
커페시터는 커패시터 내부의 전계에 에너지를 저장하기 위해 고안된 수동소자이다.
그림 6.1과 같이 커패시터는 절연체로 분리된 두 개의 도전체판으로 구성된다
많은 실용분야의 더전체판은 알루미늄 박막을 주로 사용하고 유전체는 공기, 세라믹, 절연지, 운모 등으로 이루어져있따 그림6.2와 같이 전압원 v가 커패시터에 연결되어 있을 때, 한 쪽 도전체판에는 양전하 q가 생성되고 다른 쪽 도전체판에는 음전하 -q가 생성된다 커패시터는 전하를 저장한다. q로 표현되는 저장된 저하량은 인가전압에 정비례하므로 다음과 같이 나타낼수 있따
q〓C*v
여기서, C는 비례상수로써 커패시턴스라 부르고 단위는 패럿(F)을 쓴다.
커패시턴스는 두 도전체 판사이의 전위차에 의해 커패시터의 한쪽 도전체판으로 이동하는 전하량의 비를 의미한다.
C는 전하나 v에만 의존하는 것은 아니다. 그것은 커패시턴의 물리적 크기에 의존한다. 예를 들면 그림6.1에 나타낸 병렬평판 커패시터에서 커패시턴스는 다음과 같이 주어진다.
C〓εA / d [F]

고찰
시정수란? 전기工學(공학) 적 개념(槪念)으로 어느 힘(전류가 될수도 전파가 될수도 그외의 것이 될수도)이 63.2%(100%를 기준으로)의 힘에 도달했을때까지 걸리는 시간입니다. 기본적으로 1/t로 나타냅니다. 여기서 t란 시간상수구여. 진동하지 않는 어떤 힘에 관련되어 4/t는 곧 100%가 됨을 의미합니다. 시정수 값에 있을때 그 힘에 의해 구동되는 기기는 완전하다,기기가 정상작동한다고 전기工學(공학) 에서 의미합니다. 만약 모니터에 전압을 가한다고 생각해 봅시다. 그럼 모니터를 딱 켰을때 바루 켜집니까? 아닙니다. 전압이 인가된후에 켜지죠. 모니터의 4~5초정도 걸리는 딜레이는 전압뿐 아니라 여러 모니터내에 회로가 딜레이는 일으키는 …(To be continued ) 겁니다. 이렇듯 전기적인 힘에 있어서도 딜레이 시간은 어느것도 어쩔 수 없는 것입니다. 꺼져있던 상태에서 전압이 가해집니다. 50V의 전압이 모니터가 필요하다 치면 전기선을 꼽아서 바루 50V가 인가된다해도 여러 경로를 거쳐 구동됩니다. 1이 정상작동(디지털의 의미)을 의미할때 0.632의 부팅율을 보일때가 (즉 63.2%로지요) 시정수 시간이며 초기 0에서 0.632까지의 시간이 시정수 입니다.

analysis
이번實驗(실험)은 RC회로에서 콘덴서가 충전, 방전 될 때 시간에 따른 전류, 전압의 변화를 그래프를 이용하여 analysis하는 實驗(실험)이었다. 충전시,방전시둘다 15초 간격으로 전류, 전압을 측정(measurement)하였는데 충전되는 데 걸린 시간보다 방전되는 데 걸린시간이 약 3배 가량 길어서 實驗(실험)이 다른조보다늦게진행되었다.처음엔 일초간격으로 측정(measurement)하려고했으나 너무빨리바뀌어 15초간격으로 느슨하게 實驗(실험)을했다. 충,방전 두가지 경우 모두에서, 전압곡선은 theory(이론)상의 곡선의 형태와 일치하였지만, 전류곡선은 큰 차이를 보였다. 그래프그리는 것은 나혼자하지못하여 친구것을 빌려서하였다. 이번實驗(실험)을 통해 콘덴서가 충전, 방전의 기능을 가지고 있고 그에 따른 전압, 전류의 변화에 대하여 알아보았다.

實驗(실험)고찰
1. 캐패시터의 충전 및 방전과정을 설명을하시오
- 전압원 v가 커패시터에 연결되어 있을 때, 한 쪽 도전체판에는 양전하 q가 생성되고 다른 쪽 도전체판에는 음전하 -q가 생성된다 커패시터는 전하를 저장한다. 이를 충전이라 한다. 이때 충전은 전압이 인가됨가 동시에 일어나는 것이 아니고 시정수에 의해 시정수의 5배가 되면 거의 완전 충전하게 된다 그리고 충전된 커패시터와 저항 R을 연결하면(즉, 독립전원이 없을 때) 축적된 전하가 R로 이동하면서 방전하게 된다 이도 똑같이 시정수 시간에 따라 방전하게 된다
2. RC회로의 시정수에 대하여 설명을하시오
- 캐패시터가 전압원을 통해 충전 할 때, 또 충분히 방전하기 위해서 어떤 일정한 시간이 필요하다. RC 회로에서 커패시터가 충방전

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