본문내용
1. 실습 소개
1.1. 실험 목적
직렬 저항 회로에서 전체 저항의 크기를 측정하고, 각각의 저항에 걸리는 전압을 측정하여 저항과 전압의 관계를 살펴보는 것이 이 실험의 목적이다.저항을 직렬로 연결하면 전체 저항이 증가하고 이에 따라 회로에 흐르는 전류가 감소한다. 따라서 직렬 연결된 저항의 총 저항 Rt는 전류를 조정하는 역할을 하므로, 옴의 법칙 V=I*Rt를 이용하여 Rt를 계산할 수 있다. 이를 통해 직렬 연결된 저항들을 단일 저항 Rt로 대체할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한 직렬 연결된 저항의 전체 저항값은 저항계를 사용하여 측정할 수 있다. 이를 통해 이론적으로 계산한 값과 실제 측정값을 비교하여 저항 회로의 특성을 이해할 수 있다.
1.2. 실험 이론
1.2.1. 직렬 연결된 저항의 총 저항
직렬 연결된 저항의 총 저항은 각 저항의 저항값을 합산하여 구할 수 있다. 직렬 회로에서는 전류가 모든 저항에 동일하게 흐르기 때문에, 전체 저항의 크기는 각 저항의 저항값을 단순히 합한 값이 된다. 즉, 직렬 연결된 저항 R1, R2, R3의 총 저항 Rt는 Rt = R1 + R2 + R3와 같이 계산할 수 있다. 이러한 직렬 연결 저항의 특성은 옴의 법칙을 이용하여 설명할 수 있는데, 전압이 일정할 때 직렬 연결된 저항이 증가하면 전류가 감소하는 관계가 성립하기 때문이다. 따라서 직렬 연결된 여러 개의 저항을 하나의 등가 저항으로 대체할 수 있으며, 이 등가 저항이 전류에 미치는 영향이 직렬 연결된 각 저항의 영향과 동일하다는 것을 알 수 있다.
1.2.2. 저항값 측정
직렬 연결된 저항의 전체 저항값은 직렬 연결된 양 단자에 저항계를 연결하여 측정할 수 있다. 즉, 각 저항의 양단에 멀티미터를 연결하여 전체 저항 값을 측정할 수 있다. 이는 직렬 연결된 저항들의 등가 저항 특성을 이용하는 것이다. 직렬 연결된 저항들은 전체 저항 값이 각 저항값의 합과 동일하다는 특성을 가지므로, 직렬 연결된 전체 저항을 측정하면 개별 저항값을 알 수 있다. 이러한 방식으로 저항값을 측정하면 전체 저항 값뿐만 아니라 각 저항에 걸리는 전압의 크기도 확인할 수 있다.
1.3. 예제 문제
직렬 연결된 저항의 예제 문제는 다음과 같다.
1) 저항 R1 =10[kΩ], R2 =10[kΩ], R3 =27[kΩ]일 때 전체저항 Rt는 얼마인가?
전체저항 Rt = R1 + R2 + R3 = 10[kΩ] + 10[kΩ] + 27[kΩ] = 47[kΩ]이다.
2) 전체전압 Et =70[V], 회로에 흐르는 전체전류 It =2[A]일 때 전체저항 Rt는 얼마인가?
옴의 법칙에 의해 Rt = Et / It = 70[V] / 2[A] = 35[Ω]이다.
3) 그림에서 Rt의 크기는 얼마인가?
제시된 문제에 그림이 나오지 않아 Rt의 크기를 정확히 알 수 없다.
4) 3개의 저항을 갖는 직렬저항 회로에서 전원전압 V=20[V]이고, 저항 R1 =2[Ω], R2 =1[Ω], R3 =5[Ω]일 때, 물음에 답하여라.
1. 직렬회로의 전체저항 Rt는 R1 + R2 + R3 = 2[Ω] + 1[Ω] + 5[Ω] = 8[Ω]이다.
2. 회로에 흐르는 전류 I = V / Rt = 20[V] / 8[Ω] = 2.5[A]이다.
3. 각각의 저항에 걸리는 양단전압 Vr1 = IR1 = 2.5[A...
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