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1. 직-병렬 회로의 저항
1.1. 실험 목적
직-병렬 회로의 총 저항 R?를 구하기 위한 규칙들을 실험적으로 입증하고, 지정된 전류 조건을 만족하는 직-병렬 회로를 설계하는 것이다. 직렬 저항 회로와 병렬 저항 회로의 등가 저항 계산법을 이해하고, 이를 바탕으로 직-병렬 저항 회로의 등가 저항을 계산할 수 있다. 또한 전압 분배기와 전류 분배기의 원리를 이해하고 실험을 통해 확인한다.
직렬 저항 회로의 등가 저항은 각 저항의 합으로 계산되며, 병렬 저항 회로의 등가 저항은 각 저항의 역수 합의 역수로 계산된다. 직-병렬 저항 회로의 경우, 병렬 연결된 부분의 등가 저항을 계산한 뒤 이를 직렬 저항과 합하여 전체 저항을 구할 수 있다. 전압 분배기는 직렬 저항을 이용하여 특정 단자에서 원하는 전압을 얻을 수 있으며, 전류 분배기는 병렬 저항을 이용하여 각 저항에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.
1.2. 이론적 배경
1.2.1. 직렬 저항 회로의 등가 저항
그림 5.1(a)와 같이 저항 R1, R2, ..., Rn이 직렬로 연결된 회로에서 이들과 동일한 역할을 하는 등가 저항을 R_ES라고 한다. 키르히호프 전압 법칙을 이용하면 R_ES는 R1 + R2 + ... + Rn과 같다. 즉, 직렬 저항 회로의 등가 저항은 각 저항의 합과 같다. 이는 전압 강하의 원리에 따라 전압이 각 저항에 걸리는 비율에 비례하여 분배되기 때문이다. 따라서 직렬 저항 회로의 등가 저항은 각 저항의 합으로 나타낼 수 있다.
1.2.2. 병렬 저항 회로의 등가 저항
병렬로 연결된 저항들은 그림 5.2(a)와 같은 상태를 나타낸다. 이때 R1, R2, ..., Rn이 병렬로 연결되어 있으며, 이들의 등가 저항은 R_EP라고...