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1. 직렬과 병렬 회로
1.1. 실험 목적
실험 목적은 직렬회로와 병렬회로에서 전류의 흐름을 공부하고, 이들 회로에서의 전압을 공부하며, 옴의 법칙을 이용하여 등가저항을 계산하는 것이다"직렬과 병렬 회로에서 전기 소자의 전류와 전압 특성을 이해하고 이를 토대로 등가저항을 계산하는 것은 전기회로 분석에서 매우 중요한 부분이다. 직렬과 병렬 회로는 각각 서로 다른 전류와 전압 특성을 나타내기 때문에, 이를 실험을 통해 관찰하고 분석하는 것은 전기회로에 대한 이해를 높이는데 도움이 된다. 또한 옴의 법칙을 이용하여 등가저항을 계산함으로써 회로 설계 및 분석에 필요한 기본 지식을 습득할 수 있다. 이를 통해 전기 및 전자 분야의 응용 능력을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
1.2. 실험 이론 및 원리
전기회로에서는 전기 소자를 직렬로 또는 병렬로 연결할 수 있다. 직렬 회로와 병렬 회로는 서로 다른 특성을 가지고 있다.
직렬 회로에서는 각 소자에 흐르는 전류가 모두 같다. 이에 반해 병렬 회로에서는 각 소자에 인가되는 전압이 모두 같다. 직렬 회로에서 소자의 저항이 증가하면 등가저항도 증가하지만, 병렬 회로에서는 등가저항이 감소한다.
옴의 법칙에 따르면 직렬 회로의 등가저항은 각 소자의 저항을 더한 값과 같다. 즉, R = R1 + R2 + R3 + ... 이다. 반면 병렬 회로의 등가저항은 각 소자의 역수를 더한 값의 역수와 같다. 즉, 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...이다.
이처럼 직렬 회로와 병렬 회로는 전압과 전류의 분배 특성이 다르기 때문에, 전기기기의 설계 및 구현 시 이러한 특성을 고려하여 적절한 회로 구성이 필요하다."
1.3. 실험 기구 및 장치
실험 기구 및 장치는 다음과 같다.
기본 설정으로 컴퓨터, LabPro(인터페이스), LoggerPro(프로그램)을 사용한다. 센서로 전류와 전압 센서를 사용한다. 기타 기구로는 전선과 클립, 저항 10Ω, 50Ω, 68Ω, 직류 전원 공급기를 사용한다.
실험을 위해 Dual Channel Amplifier의 DIN 1과 DIN 2를 LabPro에 연결하고, 전압 센서를 Dual Channel Amplifier의 PROBE 1에, 전류 센서를 PROBE 2에 연결한다. 전원 공급기는 3V로 맞출 수 있다. 모든 연결이 완료되면 제대로 연결되었는지 다시 한번 확인한다.
전압 센서의 두 전선(빨강, 검정)을 서로 연결하고 Zero 단추를 클릭한 뒤 Zero all sensors 단추를 누른다. 이를 통해 ...
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