기초 회로 실험 2주차옴의 법칙실험 목적회로를 이용하여 옴의 법칙에 대하여 알아본다. 특히, 일정한 크기의 저항에 일정한 크기의 전압을 공급하였을 때의 저항에 흐르는 전류와 인가된 전압을 측정하여 옴의 법칙에 대하여 알아본다.사용 장비직류전원장치회로에 원하는 직류전원을 공급하는 장치로 전류와 전압의 크기조절이 가능하다.멀티미터전자계측기로 전기저항, 전압과 전류를 측정할 수 있다.측정을 원하는 곳에 프로브를 연결하여 계측한다.Breadboard회로도를 구성할 수 있는 무땝납 장치저항기저항성질을 띠는 회로소자로 특정 크기의 저항값을 가진다.기초 이론도선에 흐르는 전류는 전위차에 정확히 비례하는데, 도체의 두 지점 사이에 나타나는 전위차에 의하여 흐르는 전류가 일정한 법칙을 따르는 것이다. 이를 옴의 법칙이라 하고 전류의 세기(I)는 전압(V)에 비례하고, 저항(R)에 반비례한다는 것을 말한다.이를 실험적으로 검증하기 위하여 전지저항 1개를 이용한 회로의 전류와 전압의 값을 측정하여 옴의 법칙이 성립하는지 실험적으로 검증한다.실험 방법아래와 같은 회로를 PSIM simulator에서 결선한다.저항을 1k옴으로 고정한 상태에서 전압을 0V~5V로 변화시킨다.그에 따른 전압, 전류를 기록한다.1에서 결선한 회로를 실제로 breadboard위에 결선하여 2와 3을 동일하게 실행한다.4에서 얻은 전압, 전류를 기록하여 둘 사이의 관계 그래프를 도시하여 분석한다.5에서 얻은 결과값과 3의 결과를 비교하여 분석한다.예상 결과 (PSIM simulation)저항의 값: 1k옴전압이 0V일 때전압 0V 전류 0A전압이 1V일 때전압 1V 전류 1A전압이 2V일 때전압 2V 전류 2A전압이 3V일 때전압 3V 전류 3A전압이 4V일 때전압 4V 전류 4A전압이 5V일 때전압 5V 전류 5A전압012345인가된 전압012345저항에 흐르는 전류012345저항값-11111예상되는 실험 결과에 의한 저항값 1k옴결과 데이터실측 저항값 0.9855전압012345인가된 전압01.07952.02463.01464.04805.0815저항에 흐르는 전류01.0332.0133.0004.0555.021저항값-1.04571.00581.00490.99831.0120오차-0.04570.00580.00490.00170.0120실험 결과에 의한 저항값의 평균 1.0133옴실험 결과에 의한 저항값의 퍼센트 오차 1.33%오차원인저항값과 실측값의 차이실험에 사용한 띠저항의 실측 저항값이 0.9855옴로 1옴이 되지 못하였다. 이는 띠저항의 저항값의 허용오차에 의한 오차로, 실험에서 중요한 역할을 하는 저항에 오차가 이미 존재하므로 전체적 실험에도 오차가 나타날 수밖에 없다.하지만 이 경우 실제 실험에서 구한 저항의 값과 비교할 경우저항값1.04571.00581.00490.99831.0120오차값0.06020.02030.01940.01280.0265오차 값의 평균이 0.0278옴 1옴으로 계산 하였을 때의 오차 값의 평균인 0.0133보다 크므로, 저항의 실측값에 의한 오차가 지배적인 오차가 아님을 알 수 있다. 하지만 저항값과 실측 저항값이 다름은 실험에 오차를 가져올 수 있는 요소임은 분명하다.회로 내부저항의 존재실험을 하기 위한 회로를 구성함에 있어, 전원장치, 전압계 그리고 전류계와 같은 장치를 사용하였다. 이때, 전압원과 전류계처럼 내부저항이 0이어야 하는 장치에서 실제로는 내부저항이 0이 되지 못하여 전압의 변동이 발생할 수 있다. 또한 전압계는 내부저항이 무한이어야 하나 실제로는 그렇지 못하여 똑같이 전압의 변동이 발생할 수 있다. 즉, 옴의 법칙을 확인하기 위하여 회로에 포함시킨 저항이 아닌 다른 요소들이 전압에 변화를 가져오며, 이러한 이유로 실험의 결과값에 오차가 발생하게된다.결론PSIM simulation과 실제 실험의 데이터를 비교, 분석하여 오차와 오차율 그리고 그의 원인에 대하여 생각을 해 보았다. 이때, 실제 실험에서 전압이 4V일 때, 오차가 가장 작았으며, 실험을 통하여 역산한 저항의 오차율이 1.33%로 상당히 작게 나와 실험이 성공적으로 진행되었음을 알 수 있었다. 보통의 실험이 여러 번 진행하여 데이터를 늘릴수록 정밀해지곤 하는데, 온라인 수업의 특성상 데이터가 많지 않은 점은 아쉬웠다.Learning to Simplify: Thevenin and Norton Equivalent CircuitsOctober 01, 2015 by Robert KeimDorf's introduction to electric circuits (global edition) p.179-189 (Thevenin's theorem, Norton's equivalent circuits)옴의 법칙 실험 강의자료이준신 외 2인, “실습을 통하여 체계적 이해를 돕는 회로이론실험”, 두양사, 2009
