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정전 용량

저작시기 2009.12 |등록일 2009.12.31 한글파일한글 (hwp) | 6페이지 | 가격 1,500원

소개글

축전기의 정전용량과 이에 대한 직․병렬 회로를 이해하고, Bridge 회로를 이용하여 미지의 정전용량을 측정한다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 관련 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 결과 분석
6. 토의
7. 생각해보기
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
축전기의 정전용량과 이에 대한 직․병렬 회로를 이해하고, Bridge 회로를 이용하여 미지의 정전용량을 측정한다.

2. 실험 관련 이론
● 축전기
축전기의 기본요소는 임의의 모양의 고립된 두 개의 도체이다. 축전기가 충전될 때에 그 두 도체는 각각 크기가 같고, 반대전하인 +Q와 -Q를 갖게 된다(분극현상). 축전기에 충전되는 전하는 도체상의 전하의 절대 값인 ‘Q’로 표현된다. 보통, 평행판 축전기(Parallel-plate Capacitor)를 예로 들어 생각하는 경우가 일반적이다. 각 도체는 도체의 성질에 의해 한 도체판 내에서의 등전위이고, 두 도체판 사이에는 전위차 V가 존재한다. 축전기에 충전되는 전하 q와 축전기 판 사이의 전위차 V는 서로 비례하고, 그 비례상수인 정전용량(Capacitance) C는 다음과 같이 정의된다.

즉, 축전기에 충전되는 전하량 Q는 축전기 양단에 인가해 준 전위차 V에 비례하고, 정전용량 C는 그 축전기의 전하수용 능력을 의미한다. 정전용량 C는 크기, 모양, 간격에 의존하는 기하학상의 인자(factor)이다. 정전용량의 SI단위는 F이며 Farad이라고 읽는다.
※쉽게 이해해보자!
⇒ 누군가 용수철을 잡아당기거나 책을 들어 올린다면, 이는 그 행위자의 일이 용수철이나 책의 위치에너지(Potential Energy)로 저장된다고 말할 수 있다. 전기장에서 위치에너지로의 에너지 저장을 생각할 수 있는데, 이를 가능하게 하는 장치로서 축전기를 들 수 있다.
● 교류에 대한 정전용량

◎전류에 대한 정의
◎정현파 교류전압
전압이 전형적인 정전용량에 있어서는 전류는 다음과 같다.

교류전류에서는, 직류 전류에서와의 동일한 Joule 열 생성을 비교하는 방식으로 실효값이라는 것을 갖는다.
전류와 전압의 관계는 rms 값(실효값, Root-Mean-Square)에 의해 다음과 같이 쓸 수 있다.

이 식에서 정전용량에서의 교류전류가 저항에 흐르는 전류처럼 공급된 교류전압에 따라 직접적으로 등가함을 알 수 있다. 전압과 전류사이의 비례인자를 용량성 리액턴스라고 한다.

참고 자료

Fundamentals of Engineering Electromagnetics
David K. Cheng 저, Pearson Addison Wesley
Physics for Scientists and Engineers
Paul A. Tipler, Gene Mosca 저, 청문각
전기공학도를 위한 기초 전기 공학 실험
강대승, 조남훈 공저, 숭실대학교 출판부
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