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1. 직렬과 병렬 회로 실험
1.1. 실험 목적
직렬과 병렬 회로 실험의 목적은 직렬 회로와 병렬 회로에서 전류와 전압을 측정하고, 옴의 법칙을 이용하여 직/병렬 연결 시 저항의 값을 계산하는 것이다. 직렬 회로와 병렬 회로는 전기 회로 내에서 소자들의 연결 방식에 따라 다르게 작동하므로, 이 두 가지 연결 방식의 특징을 이해하고 실험을 통해 확인하는 것이 중요하다. 이를 통해 전기 회로의 작동 원리를 체득하고, 옴의 법칙을 실제로 적용할 수 있는 능력을 기르는 것이 이 실험의 목적이다.
1.2. 실험 이론
1.2.1. 직렬 회로
직렬 회로는 소자들이 서로 앞뒤로 한 줄로 연결되어 있는 회로를 말한다. 이 경우 각 소자에 흐르는 전류는 모두 같다. 즉, 직렬로 연결된 회로에서는 동일한 전류가 흐르게 된다.
전기회로에서 직렬 연결된 경우, 각 저항의 양단 전압의 합은 전체 전압과 같다. 옴의 법칙에 따라 이는 전체 전류와 등가 저항의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 직렬 연결된 저항들의 등가 저항은 개별 저항들의 대수합으로 주어진다. 즉, R(eq) = R1 + R2 + R3 + ... 이다. 이때 등가 저항은 개별 저항들의 합보다 항상 크다.
직렬 회로에서는 각 소자에 걸리는 전압이 서로 다르므로, 옴의 법칙을 이용하여 개별 저항의 값을 계산할 수 있다. 즉, V = IR의 관계식을 통해 각 저항에 걸리는 전압과 전체 전류를 측정하면 개별 저항의 값을 구할 수 있다.
이와 같은 직렬 회로의 특성은 실험을 통해 확인할 수 있다. 각 저항에 흐르는 전류가 같고 전압강하가 다르게 나타나는 것을 관찰할 수 있으며, 옴의 법칙을 이용하여 등가 저항을 계산할 수 있다. 이를 통해 직렬 회로에 대한 이해를 높일 수 있다.
1.2.2. 병렬 회로
병렬 연결에서는 각 소자들이 회로 안에서 갈라져서 각각 연결되는 상태를 말한다....