소개글
"아주대학교 기초전기실험 A 보고서"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론
1.3. 실험장비
2. 옴의 법칙(Ohm's Law)
2.1. 실험 과정 및 예상 결과
2.1.1. Part 2. Ohm's Law(Determining I)
2.1.2. Part 3. Plotting Ohm's Law
2.1.3. Part 4. Plotting R=3.3K Ω
3. 직렬 저항
3.1. 실험 과정 및 예상 결과
3.1.1. Part 2. Three Series Resistors
3.1.2. Part 6.
3.1.3. Part 7.
4. 직렬 DC 회로
4.1. 실험 과정 및 예상 결과
4.1.1. Part 1. Basic Measurements
4.1.2. Part 2. Voltage Divider Rule
4.1.3. Part 3. Open Circuits
5. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 실험 목적
전압, 전류, 저항 사이의 관계를 설명하는 옴의 법칙을 실험하여 이해하고, DC 회로에서 전류를 측정하며, I-V 곡선의 기울기를 구하는 것이다. 또한 아날로그 DMM과 디지털 DMM을 사용하는 것에 익숙해지는 것이 실험의 목적이다.
옴의 법칙(Ohm's Law)은 전압, 전류, 저항 사이의 관계를 설명하는 법칙으로, 회로에 흐르는 전류의 세기는 전압의 크기에 비례하고 저항의 크기에 반비례한다. 따라서 이 실험을 통해 전압과 전류, 저항 간의 관계를 명확히 이해할 수 있다. 또한 실험에 사용되는 디지털 멀티미터(DMM)를 통해 정확한 전압, 전류, 저항 값을 측정하는 방법을 익힐 수 있다. 이를 통해 향후 다양한 DC 회로 실험에서 능숙하게 DMM을 활용할 수 있게 될 것이다.
1.2. 실험 이론
옴의 법칙(Ohm's Law)은 전압, 전류, 저항 사이의 관계를 설명하는 법칙이다. 회로에 흐르는 전류의 세기는 전압의 크기에 비례하고, 회로에 흐르는 전류의 세기는 저항의 크기에 반비례한다. 이를 식으로 나타내면 전류의 세기(A)는 전압(V)을 저항(Ω)으로 나눈 것과 같다. 따라서 V=IR, I=V/R, R=V/I의 관계가 성립한다. 옴의 법칙에 따르면 전압과 전류는 저항이 일정할 때 정비례하고, 저항과 전류는 전압이 일정할 때 반비례하며, 저항과 전압은 전류가 일정할 때 정비례한다.
1.3. 실험장비
실험에 사용되는 장비는 DMM(Digital Multimeter), DC 파워 서플라이, 그리고 1K Ω, 3.3K Ω의 저항이다. DMM은 저항, 전압, 전류를 측정하는 데 사용되며, DC 파워 서플라이는 회로에 전압을 공급하는 역할을 한다. 저항은 옴의 법칙과 직렬 회로 실험에 사용된다.
2. 옴의 법칙(Ohm's Law)
2.1. 실험 과정 및 예상 결과
DMM을 저항에 연결하여 저항 값을 측정하고 맞는 저항을 사용하는지 확인한다. FIG 3.8의 회로도를 보고, 브레드보드에 회로를 구성한다. DMM을 이용해 Power Supply로 0V, 2V, 4V, 6V, 8V, 10V를 공급할 때의 전류값을 측정한다. 측정한 저항값과 전압을 이용해 전류값을 계산한다. 이때, I=V/R 식을 이용해 계산한다. %Difference= |Ir(DMM)-Ir(Ohm's Law)| / Ir(DMM) X 100% 식을 이용해 DMM 측정 전류값과 계산한 전류값의 차이를 구한다. 실험 기구에 큰 문제가 있거나 사용하는 저항이 읽은 값과 측정값이 크게 다르지 않다면 계산한 값과 DMM으로 측정한 값 사이에 큰 오차는 없을 것이다.
Part 2에서 DMM 측정 전류값과 계산한 전류값을 가지고 전류-전압 그래프를 그린다. 그려진 그래프를 이용해 특정 전류값에서 전압값과 저항값을 구한다. 그래프를 이용해 I의 증가량에 따른 V의 증가량과 이때의 저항값, V의 증가량에 따른 I의 증가량과 이때의 저항값을 계산한다. 전류-전압 그래프는 일정한 저항을 이용하고 있으므로 옴의 법칙(I=V/R)에 따라 기울기가 1/R인 직선 형태의 그래프가 그려질 것이다. 사용된 저항이 1K Ω이고 전류의 단위는 mA, 전압의 단위는 V이기 때문에 그래프의 이상적인 기울기는 1이다. 따라서 특정 전류값에서 전압값은 전류값과 같을 것이다. 하지만 오차는 발생할 것이기 때문에 여기서 약간의 오차가 발생한 값이 계산될 것이다. 또한 앞과 같은 이유로 전압의 증가량과 전류의 증가량은 같을 것이지만 여기서 약간의 오차가 발생한 값이 계산될 것이다.
DMM을 저항에 연결해 저항값을 측정해 맞는 저항을 사용하는지 확인한다. FIG 3.8의 회로도에서 저항만 3.3K Ω으로 바꾸어 회로를 구성한다. DMM을 이용해 Power Supply로 0V, 2V, 4V, 6V, 8V, 10V를 공급할 때의 전류값을 측정한다. 측정한 저항값과 전압을 이용해 전류값을 계산한다. 이때, I=V/R 식을 이용해 계산한다. %Difference= |Ir(DMM)-Ir(Ohm's Law)| / Ir(DMM) X 100% 식을 이용해 DMM 측정 전류값과 계산한 전류값의 차이를 구한다. 측정한 전류값과 계산한 전류값을 가지고 전류-전압 그래프를 그린다. 그린 그래프를 가지고 특정 전류값에서 전압값과 저항값을 계산하고, 특정 전류의 증가량에서 전압의 증가량과 저항값을 계산한다. 실험 기구에 큰 문제가 있거나 사용하는 저항이 읽은 값...
참고 자료
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“저항의 직렬 연결(비상학습백과 중학교 과학 ③)”, 네이버 지식백과, 2022년03월08일 접속, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3344540&cid=47338&categoryId=47338
“키르히호프의 법칙[Kirchhoff’s Laws](물리학백과)”, 네이버 지식백과, 2022년03월08일 접속, https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5741675&cid=60217&categoryId=60217
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