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일반물리학 옴의 법칙

일반 물리학 실험 및 실습 (2)실험 제목 : 옴의 법칙1. 실험 목적 및 이론실험 목적:· 전기 저항을 이해한다.· 전압 전류 관계를 옴의 법칙을 통하여 이해하고 설명한다.· 옴의 법칙을 이용하여 회로의 저항을 구하고 회로에서 저항들이 직렬과 병렬로 연결 될 때 등가저항을 구한다이론:- 옴의 법칙: 도체에서의 전류( I )의 세기는 두 점 사이의 전압( 전위차 )에 비례한다.- 저항 (Resistance): 도체 양단에 걸린 전류에 대한 전압(전위차)의 비 [Ω, ohm]- 옴성(ohmic) 물질: 옴의 법칙을 만족하고 넓은 범위의 전압에 걸쳐 일정한 저항을 갖는 물질- 비옴성(nonohmic) 물질: 전압 혹은 전류값에 따라 저항이 바뀌는 물질예) 다이오드,트랜지스터- 저항기: 전기 회로에서 특정한 저항값을 가진 도체- 저항기 기호2. 실험 방법 및 순서(1) AC/DC 전기 회로 실험 판의 전원과 연결 된 두 스프링에 100Ω 짜리 저항기를 끼운다. (첫번째 실험)(2) 기록 버튼(Record)을 클릭하여 측정을 시작한다(3) 측정이 끝난 후 디스플레이 도구 막대에서 ‘Add coordinate tool’을 클릭한 다음 ‘Add Single Coordinates Tool’을 선택한다.(4) coordinate tool을 움직여 측정 값 중의 한 점을 선택한 다음 기울기를 구한다. 이 때 기울기가 측정하고자 하는 값이 저항 값이다. (V=IR)(5) 저항기 330Ω로 바꿔 (2)번부터 (4)번까지의 실험을 반복한다. (두번째 실험)(6) 100Ω과 330Ω을 직렬로 연결한 다음 (2)번부터 (4)번까지의 실험을 반복한다. (세번째 실험)(7) 100Ω과 330Ω을 병렬로 연결한 다음 (2)번부터 (4)번까지의 실험을 반복한다. (네번째 실험)(8) 다음으로는 330Ω 두개를 병렬로 연결하고 100Ω를 하나를 직렬로 연결한 다음 (2)번부터 (4)번까지의 실험을 반복한다. (다섯번째 실험)3. 실험 결과100옴실험값(옴)이론값(옴)오차율(퍼센트)94.51005.5위 그래프는 x축이 전류값, y축이 전앖값을 나타내고 있다. 따라서 위 그래프의 기울기는 v/i=r 인 저항값을 나타낸다. 위 그래프 상의 한 점의 좌표가 (0.03, 2.836) 이므로 기울기=2.836/0.03=94.5이다. 즉 저항값이 94.5옴이다. 이는 실제 사용한 100옴 저항값과 비교했을 때 오차율(=수식쓰기)이 5.5%발생하였다.실험값(옴)이론값(옴)오차율(퍼센트)29433010.9위 그래프는 x축이 전류값, y축이 전앖값을 나타내고 있다. 따라서 위 그래프의 기울기는 v/i=r 인 저항값을 나타낸다. 위 그래프 상의 한 점의 좌표가 (0.01, 2.94) 이므로 기울기=2.940/0.01=294이다. 즉 저항값이 294옴이다. 이는 실제 사용한 100옴 저항값과 비교했을 때 오차율(=수식쓰기)이 10.9%발생하였다.실험값(옴)이론값(옴)오차율(퍼센트)411.94304.2위 그래프는 x축이 전류값, y축이 전앖값을 나타내고 있다. 따라서 위 그래프의 기울기는 v/i=r 인 저항값을 나타낸다. 위 그래프 상의 한 점의 좌표가 (0.007, 2.883) 이므로 기울기=2.883/0.007=411.9이다. 즉 저항값이 411.9옴이다. 이는 실제 100옴과 330옴을 직렬연결했을 때의 합성저항값(=수식)인 430옴 저항값과 비교했을 때 4.2% 발생하였다.병렬실험값(옴)이론값(옴)오차율(퍼센트)72.776.25.2위 그래프는 x축이 전류값, y축이 전압값을 나타내고 있다. 따라서 위 그래프의 기울기는 v/i=r 인 저항값을 나타낸다. 위 그래프 상의 한 점의 좌표가 (0.04, 2.909) 이므로 기울기=2.909/0.04=72.7이다. 즉 저항값이 72.7옴이다. 이는 실제 100옴과 330옴을 병렬 연결했을 때의 합성 저항값(=수식)인 76.2옴 저항값과 비교했을 때 오차율이 5.2% 가 발생하였다.4. 생각해보기1. 100 Ω 과 330 Ω 저항에 대해 출력전압과 출력전류 곡선의 기울기를구하고 등가저항과 비교하라.첫번째 실험 결과의 그래프를 보면 I=0.03A 이고 V=2.836V이다. 옴의 법칙을 이용하여 저항의 값을 구하면 94.5ohm이 나온다. 즉 출력전압과 출력전류 곡선의 기울기는 94.5이고 등가저항이 100Ω 이므로 오차 5.45% 차이가 난다.두번째 실험 결과의 그래프를 보면 I=0.01A 이고 V=2.94V이다. 옴의 법칙을 이용하여 저항의 값을 구하면 294ohm이 나온다. 즉 출력전압과 출력전류 곡선의 기울기는 294이고 등가저항이 330이므로 오차 10.9% 차이가 난다.2. 100 Ω 저항과 330 Ω 저항기의 색깔을 쓰라.100옴은 갈검갈330옴은 주주갈3. 직렬 연결의 경우 각 저항기 양단의 전류가 같고 병렬 연결일 경우 각저항기 양단의 전압이 같다. 왜 직렬과 병렬 연결에서 전류와 전압이같은지 설명하시오직렬 연결의 경우 단일 회로로 연결되어 있어 전류는 하나의 회로밖에 지나갈 수 밖에 없기 때문에 각 저항의 전류의 값은 같다.

공학/기술| 2023.11.07| 8페이지| 2,500원| 조회(317)

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