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RC回路の過渡現象の実験を行ったのですがこの考察について教えほしいです。オシロスコープで測定をしました。使用した抵抗は3kΩ、コンデンサは0.1μFを使いました。測定値が0.003s 理論値が0.0003sとなりました。誤差は0.0027s(2.7%)となったりました。この誤差が起こってしまった原因などを教えてほしいです。どんなことでもいいです。お願いします。画像は回路です。

「RC回路の過渡現象の実験を行ったのですが」の質問画像

A 回答 (2件)

測定値が0.003s 理論値が0.0003sなので差を求めれば0.0027sです。

ですがこのような場合の誤差は比で表わします。1桁違いますね。誤差と言える範囲を超えています。
オシロスコープの目盛りの読み違いか時間軸の倍率を間違えていませんか?
あるいは時定数の定義を誤解していませんか?
時定数とはコンデンサ両端の電圧がゼロから立ち上って電源電圧の63.2%になるまでの時間が時定数です。ですからオシロスコープの画面で電源電圧を確認してその63.2%のレベルを求めておかねばなりません。

> 誤差は0.0027s(2.7%)となったりました。
この計算も変ですね。一般に測定値と理論値との比で出します。
2.7%ではなく 0.003s÷0.0003s=10[倍]=1000% となります。
誤差は一般に±20%以内のはずです。つまり理論値が0.0003sならば 0.00024s~0.00036s 程度の範囲に収まるはずです。
誤差が生じる原因はまず抵抗やコンデンサに誤差がありますね。抵抗値が3KΩと言っても一般の電子機器用は±5~10%程度の誤差があります。一般にコンデンサの誤差の方が大きいですね。
抵抗、コンデンサの両方に+10%の誤差があると結果は+21%の誤差に、-10%の誤差があれば結果は-19%の誤差になります。
またオシロスコープの入力インピーダンスがコンデンサと並列になるのでこれが誤差の原因となります。ですが一般にオシロスコープの入力インピーダンスは1MΩ(プローブを使うと10MΩ)と非常に大きく本件の抵抗値3KΩと比較して2桁以上大きいので無視して差し支えありません。(極めて高精度の測定をする場合は考慮せねばなりません)
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この回答へのお礼

詳しくありがとうございました。
とても助かりました!
m-jiroさんのを参考に考えたいと思います!

お礼日時:2018/05/22 02:07

ちょっと待ったぁ!


誤差ってのは差でなくて比だよ!
実験失敗レベルの、ものすごい誤差だよ!!
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この回答へのお礼

失敗レベルですか?
よかったこの原因とか教えてもらえませんか?

お礼日時:2018/05/22 00:51

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