[실험] RC 시정수(결과)
캐패시터의 충전
구형파 입력
실험 고찰
1. 캐패시터의 충전 및 방전과정을 설명하시오.
--> 간단한 RC회로를 생각해보자. 전원을 공급하기 위하여 스위치를 c점으로 닫게 되면, 스위치를 닫는 그 순간에는 캐패시터가 충전 되지 않은 상태이므로 캐패시터에 걸리는 전압은 0이다. 하 지만 시간이 지날수록 유전체의 분극현상에 의해 전자가 전압원 으로부터 캐패시터의 하단까지 흐르게 되고 동시에 동일한 양의 전자가 캐패시터의 상단으로부터 전압원까지 흐르게 된다. 따 라서 한쪽 전극에는 (+)전하가 유도되고 반대쪽 전극에는 (-)전하가 밀집하게 되어 콘덴서가 서서히 충전된다. 또한 충전되면서 콘덴서에 걸리는 전압은 전압원과 반대의 극성을 가진다. 그 로 인하여 콘덴서가 서서히 충전됨에 따라 전원 전압이 점점 낮아지면서 콘덴서가 완전 충전이 이루어지면 전원 전압이 0이 되어 더 이상 전류가 흐르지 않게 된다. 캐패시터를 충전하는데는 일정한 시간이 필요하며 이 시간을 시정수라고 하고 시정수 t=R*C로 표현된다. 시정수의 시간 에서 캐패시터는 인가전압의 63.2%를 충전하게 된다. 완전 충전이 이루어진 상태에서 스위치를 d점으로 닫게 되면 저항에 의해 방전이 일어난다. 스위치를 닫는 그 순간의 캐패시터 양단의 전압은 전원전압과 크기가 같고 방향만 반대가 된다. 그러므로 저항에는 전원전류와 방향이 반 대인 최대전류가 흐른다. 시간이 지남에 따라 캐패시터에 충전되었던 전압이 저항에 의해 소비 되면서 점점 방전된다. 따라서 캐패시터의 전압과 회로에 흐르는 전류가 서서히 감소하고 일정 시간이 흐르게 되면 완전방전 상태가 되어 회로에는 더 이상 전류가 흐르지 않는다. 이때 시정 수의 시간에서 캐패시터는 인가전압의 63.2%를 방전하게 된다.

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