일반물리학실험실

[실험 기구 및 재료]

축전기 충방전 실험장치, 축전기(capacitor), 저항, 직류 전원공급기, 멀티미터 2대, 초시계

<사진1. 전해축전기>

* 실험에 사용되는 축전기는 전해축전기(chemical capacitor)로서 극성에 유의해야 한다. 축전기의 옆면에 음(-) 부호가 표시되어 있으며 이 쪽을 전원의 -극과 연결해야 한다.

  

<사진2. 축전기와 저항. 축전기와 저항은 투명 상자 안에 들어 있다.>

[실험 방법 요약]

실험 1. 축전기의 충전 과정

(1) 아래의 그림과 같이 회로를 구성한다.

<그림1. 축전기의 충전과 방전 회로도>

<사진3. 장치의 구성1>

(2) 전원 공급기의 전원을 켜고 스위치를 충전 방향으로 전환한 후 축전기 양단의 전압과 회로에 흐르는 전류를 시간에 따라 측정한다.

실험 2. 축전기의 방전 과정

(1) 축전기가 충전이 된 상태에서 스위치를 방전으로 전환한 후 축전기 양단의 전압과 전류를 시간에 따라 측정한다.

 

* IoLAB 장치를 사용한 축전기의 충전과 방전

[실험 기구 및 재료]

축전기 충방전 실험장치, 축전기(capacitor), 저항, 직류 전원공급기, IOLAB 장치

[실험 방법 요약]

(1) 아래의 그림과 같이 IOLAB 장치를 사용하여 회로를 구성한다.

(2) IOLab 장치와 노트북을 연결한다.

(3) IOLab 응용 프로그램을 실행한 후, 측정하고자 하는 항목에서 회로와 연결이 되어 전압을 읽고자하는 핀인 A7과 High Gain을 선택한 후 Record를 눌러 측정을 시작한다. (High Gain으로 출력 되는 전압은 G+와 G- 입력의 전압차이다.)

(4) 충방전 스위치를 중립으로 두고, 전원 공급기의 (+), (-)를 각각 A와 B 단자에 연결한다.

(5) 전원 공급기의 전압을 1.5 V로 맞춘 후 스위치를 전환하여 충전 과정이 일어나도록 하여 충전 전류가 거의 0이 될 때까지 측정한다. (전압이 높으면 정상 작동을 하지 않는 경우가 있으므로 전원공급기의 전압은 2 V가 넘지 않도록 하라. 그래도 IOLab 장치가 이상 작동을 하면 전압을 더 낮추어야 한다.)

(6) 충전 과정이 끝났으면 스위치를 방전 위치로 전환하여 전압 값이 거의 0 V가 될 때까지 측정 한다.

(7) Stop을 눌러 측정을 종료하고 시간과 전압의 데이터를 추출한다.

(8) 전압과 전류 데이터를 로그를 취하여 그래프를 그린 후, 분석한다.

(9) 축전기와 저항을 바꾸고 과정을 반복한다.