저항의 연결 실험 결과보고서

본 내용은 " A+ 아주대학교 물리학실험2 저항의 연결(보고서 반 1등) " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2025.06.26

문서 내 토픽

• 1. 저항의 색 코드 및 허용오차

  저항 제조업자가 표시한 색 코드로부터 저항값과 허용오차를 읽고, 멀티미터로 실제 저항값을 측정하여 비교하는 실험이다. 6개의 저항에 대해 측정한 오차율은 0.074%, 2.70%, 1.574%, 1.948%, 1.770%, 4.7436%로 모두 5% 이내의 허용오차 범위에 들어가며, 이는 실험에 사용된 저항들이 정상적으로 작동함을 의미한다.

• 2. 옴의 법칙과 CC 모드의 역할

  68Ω 저항을 사용하여 CC 모드 설정 여부에 따른 전류와 전압을 측정하고 옴의 법칙(R=V/I)을 검증하는 실험이다. 측정된 저항값들(67.90Ω, 66.94Ω, 67.7Ω, 66.89Ω, 66.48Ω)이 이론값 68Ω과 거의 일치하여 옴의 법칙이 성립함을 확인했다. CC 모드는 과전류를 방지하여 회로 손상을 막는 중요한 역할을 한다.

• 3. 직렬연결 회로와 키르히호프 법칙

  0.56kΩ, 1.00kΩ, 2.20kΩ의 저항 3개를 직렬로 연결하여 전압과 전류를 측정하는 실험이다. 직렬연결에서는 V=V₁+V₂+V₃ 관계식이 성립하며, 측정 결과 오차율이 0.17%와 0.02%로 1% 이내에 들어가 키르히호프 전압 법칙을 만족한다. 등가저항은 이론값 3.76kΩ과 실측값 간에 1.60%, 2.12%의 오차가 발생했으며, 이는 도선의 저항 때문으로 분석된다.

• 4. 병렬연결 회로와 전류 분배

  동일한 저항 3개를 병렬로 연결하여 전류 분배를 측정하는 실험이다. 병렬연결에서는 I=I₁+I₂+I₃ 관계식이 성립하며, 측정 결과 오차율이 0.64%와 0.63%로 1% 이내에 들어가 키르히호프 전류 법칙을 만족한다. 등가저항 계산에서 측정 1은 29.5%, 측정 2는 0.13%의 오차가 발생했으며, 도선의 길이 증가가 오차를 크게 만드는 요인으로 작용했다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 저항의 색 코드 및 허용오차

  저항의 색 코드는 전자 회로 설계에서 매우 중요한 표준화된 시스템입니다. 색 띠를 통해 저항값과 허용오차를 빠르게 식별할 수 있어 실무에서 효율성을 높입니다. 특히 4띠 저항의 경우 첫 두 띠는 유효숫자, 세 번째 띠는 배수, 네 번째 띠는 허용오차를 나타내는 논리적 구조입니다. 허용오차는 ±5%, ±10% 등으로 표시되며, 이는 제조 공정의 정밀도를 반영합니다. 디지털 멀티미터의 보급으로 색 코드의 중요성이 감소했지만, 회로 기판에서 빠른 확인이 필요할 때는 여전히 필수적입니다. 색맹인 사람들을 위한 대체 표시 방법 개발도 고려할 가치가 있습니다.

• 2. 옴의 법칙과 CC 모드의 역할

  옴의 법칙(V=IR)은 전자공학의 기초 원리로, 전압, 전류, 저항 간의 선형 관계를 설명합니다. 이 법칙은 대부분의 일반적인 저항성 소자에 적용되며, 회로 분석의 출발점입니다. CC(정전류) 모드는 전원 공급 장치에서 일정한 전류를 유지하는 방식으로, LED 구동이나 배터리 충전 등에 필수적입니다. CC 모드에서는 부하 저항이 변해도 전류가 일정하게 유지되어 안정적인 동작을 보장합니다. 옴의 법칙과 CC 모드를 함께 이해하면 전원 설계와 부하 특성 분석이 용이해집니다. 다만 비선형 소자(다이오드, 트랜지스터)에서는 옴의 법칙이 직접 적용되지 않으므로 주의가 필요합니다.

• 3. 직렬연결 회로와 키르히호프 법칙

  직렬연결 회로에서는 모든 소자가 같은 전류를 공유하며, 전체 전압은 각 소자의 전압 강하의 합입니다. 이는 키르히호프의 전압 법칙(KVL)으로 설명되며, 폐회로의 전압 합은 0이라는 원리입니다. 직렬 회로는 구조가 단순하고 분석이 용이하지만, 한 소자가 고장나면 전체 회로가 작동하지 않는 단점이 있습니다. 키르히호프 법칙은 직렬뿐 아니라 복잡한 회로 분석에도 필수적이며, 전류 법칙(KCL)과 함께 회로 방정식을 세우는 기초입니다. 직렬 저항의 경우 총 저항은 각 저항의 합이므로 계산이 직관적입니다. 실제 응용에서는 전압 분배기 회로 등에 활용되어 다양한 전압 레벨을 생성할 수 있습니다.

• 4. 병렬연결 회로와 전류 분배

  병렬연결 회로에서는 모든 소자가 같은 전압을 받으며, 전체 전류는 각 분기의 전류의 합입니다. 이는 키르히호프의 전류 법칙(KCL)으로 설명되며, 노드에 유입되는 전류의 합은 유출되는 전류의 합과 같습니다. 병렬 회로의 장점은 한 소자가 고장나도 다른 소자들이 계속 작동한다는 점으로, 실제 가정용 전기 배선이 이 방식입니다. 전류 분배는 각 분기의 저항에 반비례하므로, 저항이 작을수록 더 많은 전류가 흐릅니다. 병렬 저항의 총 저항은 각 저항의 역수의 합의 역수로 계산되며, 항상 가장 작은 저항보다 작습니다. 실무에서는 전류 분배 원리를 이용해 센서 회로나 전력 분배 시스템을 설계합니다.