전기전자 · 축전기와 코일 / 원리와 탐구
RC 충전과 방전 실험 해설
저항과 축전기가 있는 회로에서 전압이 서서히 변하는 모습을 관찰해요. 시간 상수에 도달할 때의 전압을 측정해요.
어떤 원리인가요?
t = τ에서 충전 전압은 전원의 약 63.2%, 방전 전압은 약 36.8%예요.
핵심 관계
τ = RC · V충전 = V₀(1 − exp(−t/τ)) · V방전 = V₀exp(−t/τ)
이렇게 관찰해 보세요
- 충전과 방전을 바꾸고 시간 표시와 축전기 전압을 함께 읽어요.
- 기준 조건 세 가지에서 실행한 뒤 각각 기록해요.
- R만 두 배로 바꾸고, 방전 모드에서도 시간 상수의 의미를 확인해요.
결과를 읽는 기준
R=10 kΩ·C=100 μF에서 R만 20 kΩ으로 바꾸면 시간 상수는?
2 s
모형의 범위와 한계
이상 전원·저항·축전기예요. 누설과 기생 성분은 무시해요. 방전은 처음에 V₀로 충전된 상태에서 시작해요. 화면은 해석식, 엔진 검사는 후진 오일러를 사용해요. 실제 전원·콘센트로 따라 하지 말고 화면에서 실험해요.