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[자연과학] 콘덴서 충방전 물리 결과

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작성일 20-11-14 02:25

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이 식은 전하 q의 시간에 대한 변화를 결정하는 미분 방정식이다. 이 식은 로 쓸 수 있고, 와 q는 의 관계가 있으므로 을 얻는다. RC을 회로의 용량형 시간 상수라고 하며, 라는 기호를 사용하여 나타낸다.설명

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[자연과학] 콘덴서 충방전 물리 결과

콘덴서 충방전 實驗(실험)

1. 實驗(실험) 목표(goal)
저항과 콘덴서로 이루어진 회로에서의 전류의 시간적 변화를 살펴본다.
여기서 q와 I 모두가 시간에 따라 변한다.
이 결과는 전류가 흐르기 처음 한 순간에만 맞는다. 이 식의 해는 이고, 이식은 콘덴서에서의 전하 q의 시간에 따른 변화를 나타내 주는 식이다.
實驗(실험)적으로 q(t)의 값은 콘덴서 사이의 퍼텐셜 차를 측정(measurement)하므로 측정(measurement)할 수 있다

마찬가지로 저항 사이의 퍼텐셜 차를 측정(measurement)하면 를 측정(measurement)할 수 있다
을 얻을 수 있다 어떤 순간에도 의 합은 기전력 와 같음을 알 수 있다
지수 e에 나타나는 양은 차원이 없어야 하므로 RC는 시간의 차원을 갖는다. 왜냐하면 그 이후에는 콘덴서 판 사이에 전하가 쌓여서 그 사이에 의 퍼텐셜 차가 생기기 때문일것이다 회로의 법칙을 사용하면 이렇게 전하가 쌓이는 과정에서 저항과 콘덴서의 퍼텐셜 합은 전지의 기전력과 같아야 하…(To be continued )

실험결과/물리
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다.

2. 實驗(실험) 원리

그림 2.12.1과 같이 콘덴서와 저항으로 이루어진 회로에서 콘덴서가 충전되는 동안 회로에 흐르는 전류는 회로의 법칙을 적용해 보면 이 되고, 는 축전기 판사이의 퍼텐셜 차이다. 그러므로 회로의 법칙을 사용하면 저항 사이의 퍼텐셜 차는 기전력 와 같고 저항에 흐르는 전류는 이다. 이 식의 초기 조건은 t=0, q=0라는 조건이 성립한다. 시간 상수는 콘덴서가 완전히 충전되어 평형 상태에 도달했을 때의 전하량의 의 63%가 충전되는데 걸리는 시간이다.
충전 과정은 기기의 스위치를 닫으면 콘덴서에는 아무 전하도 없으므로 판 사이에는 퍼텐셜 차가 생기지 않는다.
이 식을 시간 로 미분하게 되면 이 되어 전류의 시간적 변화를 나타내게 된다된다.

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