[물리학및실험2] 실험레포트_3. 옴의 법칙

소개

"[물리학및실험2] 실험레포트_3. 옴의 법칙"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험원리

3. 실험기구 및 장치

4. 실험방법

5. 준비학습
(1) 전압계와 전류계의 단자를 높은 범위부터 사용하는 이유는 무엇입니까?

6. 결과 데이터

7. 질문사항
(1) 실험에서의 기전력과 전지의 기전력을 비교하시오.
(2) 옴의 법칙을 유도함으로써 우리가 알 수 있는 저항의 성질은 무엇이라고 생각하십니까?
(3) 전압계와 전류계를 회로에 어떻게 연결하여야 하며(직렬, 병렬) 그 이유는 무엇이라고 생각합니까?

8. 결과 및 토의

본문내용

1. 실험목적
저항체와 기전력으로 구성된 회로에 걸리는 전압과 이 회로에 흐르는 전류를 전압계와 전류계로 측정하여 Ohm의 법칙을 확인한다.

2. 실험원리
Ohm은 금속도선에서 전압과 전류를 측정하여 그들 사이의 비례 관계를 알아내었다. 이와 같은 전류와 전압의 직선적인 비례관계를 Ohm의 법칙이라 한다. 따라서 어느 저항체에 걸리는 전압 V와 이에 흐르는 전류 I사이에는 다음과 같은 식이 성립한다.
R=V/I … (1)
여기에서 R은 저항이다. 그 단위는 V/A이며, 이것을 Ω이라 한다. 전압 V가 일정할 때 R이 클수록 전류 I가 작아지므로 R은 전류의 흐름을 방해하는 요소인 전기 저항이다. 보다 일반적인 관점에서 기술하면 전압 대신에 전기장으로 쓸 수 있다. 이때 전류 I대신에 전류밀도 J ⃗를, 저항 R 대신에 비저항(ρ)을 쓰게 되며 다음 식과 같이 표현된다.
ρ=E ⃗/J ⃗ … (2)
E ⃗와 J ⃗의 SI단위는 각각 V/m, A/m^2이므로 ρ의 SI단위는 Ωm이다.
회로 내에서 저항체는 한 개만을 쓰기도 하고, 여러 개를 연결하여 사용하기도 한다. 가장 흔히 볼 수 있는 예로는 저항체를 한 줄로 연결한 직렬 연결, 저항체를 나란히 연결한 병렬 연결, 그리고 직렬과 병렬을 섞어서 연결한 혼합 연결 등이 있다. 직렬 연결에서의 합성 저항은
R_P=R_1+R_2+R_3 … (3)
이고, 병렬 연결에서의 합성 저항은
1/R_P =1/R_1 +1/R_2 +1/R_3 … (4)
∗ 주의사항 : 전원 공급에 빨간 불이 들어오지 않게 한다.

<중 략>

4. 실험방법
[직렬 회로 실험]
A. 전압에 따른 전류의 변화 – 저항이 일정한 경우
① 동영상과 같이 회로를 적절히 구성한다.
② 적절한 저항값을 선택한다. (동영상과 같이 점프선을 이용하여 저항을 변화시켜도 되지만 단순히 필요한 저항들만 꼽고 실험을 해도 무방하다.)
③ Power Supply를 이용하여 전원을 공급한다.

참고자료

· 없음