일반물��학씄험 교류회로 A 보고서

1. 실험 목적
저항 및 축전기로 구성된 직렬 R-C 회로에서 교류 전압과 교류 전류를 측정하여 저항 R, 전기 용량 C의 특성을 이해하고 직류 회로왿�의 차이점을 배운다.

2. 실험 원리
직류 회로에서 전압과 전류는 시간에 따라 변하지 않고 일정하지만 교류 회로에서는 전압 v왿� 전류 i는 시간에 대한 함수이며, 다음과 같이 표현할 수 있다.
v(t) = V sinωt
i(t) = I sin(ωt-Φ) (1)
여기서 V 왿� I 는 각각 전압과 전류의 진폭(최댓값)이며, ω는 2π/T또는 2πf로 표시되는 각진동수이다. 그리고 f는 진동수로서 Hz 또는 s¯¹로 나타내며, Φ는 위상 상수 즉 전압 v에 대한 전류 i의 위상차를 나타낸다.
그림 1과 같이 교류 기전력ε를 저항 R과 전기 용량이 C인 축전기왿�의 직렬 회로에 가하는 경우를 생각해 보자. 이 회로에서 R, C 각각에 걸리는 전압 vR, vC는 다음과 같다.
vR = iR (2)
vC = q/C = 1/C∫i dt (3)
임의의 시간에 회로의 각 요소에 걸리는 전압의 합은 다음과 같이 교류 기전력 ε왿� 같으며
ε = vR + vC
= iR + 1/C∫i dt
가 된다. 한편, 식 (1)를 식 (2), (3)에 대입하면
vR(t) = RIsin(ωt-Φ)
vC(t) = -1/ωCIcos(ωt-Φ)
= 1/ωCIsin(ωt-Φ-π/2)
로 주어진다. 여기서 vC는 vR에 대해 -π/2의 위상차가 나는 것을 알 수 있으며, 각 요소의 전압의 진폭을 VR, VC이라 하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.