kdhs5917 스토어

kdhs5917

개인인증

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

1개
전체 판매량

0개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

-
자료문의 응답률

-

전체자료 1개

기초실험 I 1주차 레포트

이 실험의 목적은 주요 실험 장비에 대해 알아보고, 이들을 사용하여 직렬 회로와 병렬 회로의 전체 저항을 구하는 것이다. 또한 저항 연결들이 회로에 연결되었을 때 각 저항에서의 전압과 전류의 값에 대해 알아보았다. 실험에 사용된 이론으로 직렬로 연결된 회로와 병렬로 연결된 회로에서의 전류와 전압을 구하는 방법에 대해 알아보았다. 그리고 이들을 바탕으로 키르히호프의 전류 법칙(KCL)과 키르히호프의 전류 법칙(KVL)에 대해 학습하는 시간을 가졌다.실험에 사용된 이론들은 다음과 같다. 먼저 전류, 전압 그리고 저항에 대해 알아보았는데, 저항이라는 것은 전력을 소모하는 전기 소자로서 얼마나 많은 에너지를 소모되었는지 단위 Ω을 통해 나타낼 수 있다. 회로 내에서 우리가 저항의 값을 알고 있을 때 옴의 법칙 V = IR의 식을 통해 전류와 전압에 대해 알 수 있으며 이를 P = VI의 식을 통해서 전력의 값을 구할 수 있다. 전류의 경우, 전하의 이동을 나타내는 것이며 회로의 어느 단면을 단위 시간 동안 통과하는 전하의 양을 통해 나타낸다. 수식으로는i`=` {dq} over {dt}와 같이 표현할 수 있다. 일반적으로 전류의 방향은 전자의 흐름의 반대 방향으로 약속한다. 전압의 경우, ‘전위차’라고도 하며 양전하가 회로의 두 점 사이를 이동할 때 얻거나 잃는 에너지의 양을 의미한다. 이는v`=` {dw} over {dq}와 같이 표현한다.먼저 직렬 회로에서 저항의 값과 전압의 값이 주어져 있을 때, 전류와 전압을 구하는 방법을 알아보았다. 두 저항 R1, R2가 직렬로 연결된 회로의 저항 Rt는 R1과 R2의 저항의 합과 같다.R _{t} =`R _{1`} +R _{eqalign{2#}} 이때 전류의 값은 회로 전체에서의 전류의 값 I, 저항 R1에서의 전류의 값 I1, 저항 R2에서의 전류의 값 I2가 같으며 (이를 ‘직렬 회로에서는 전류가 일정하다’ 라고 표현한다.) 전류는 옴의 법칙에 의해 전압 V의 값을 저항 Rt로 나눈 값과도 같다.I`=I _{1} =I _{2} = {V} over {R _{t}} = {V} over {R _{1} +R _{2}}그리고 이를 통해 직렬 회로에서의 전압분배 법칙에 대해서도 알 수가 있다. 이는 다음과 같이 유도한다.V _{1} = {R _{1}} over {R _{1} +R _{2}} TIMES V,`V _{2} = {R _{2}} over {R _{1} +R _{2}} TIMES VV _{1} =IR _{1} = {V} over {R _{1} +R _{2}} TIMES R _{1} ,`V _{2} =IR _{2} = {V} over {R _{1} +R _{2}} TIMES R _{2} (직렬 회로에서의 전압 분배 법칙 유도)다음으로 병렬 회로에서 저항의 값과 전압의 값이 주어져 있을 때, 전체 저항과 전류를 구하는 방법에 대해 알아보았다. 먼저 전체 저항을 구하는 방법은{1} over {R _{t}} = {1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} = {R _{1} +R _{2}} over {R _{1} R _{2}},R _{t} = {R _{1} R _{2}} over {R _{1} +R _{2}}이다. 병렬 회로의 특성으로는 전압이 일정하다는 것이며 병렬 회로에서는 전류분배 법칙에 대해서 알아볼 수 있었다.I _{1} `=`( {R _{2}} over {R _{1} +R _{2}} )` TIMES {V} over {R _{t}} ,`I _{2} `=`( {R _{1}} over {R _{1} +R _{2}} )` TIMES {V} over {R _{t}}.I _{1} = {V} over {R _{1}} = {IR} over {R _{1}} = {1} over {R _{1}} TIMES {R _{1} R _{2}} over {R _{1} +R _{2}} TIMES I=I TIMES {R _{2}} over {R _{1} +R _{2}}#I _{2} = {V} over {R _{2}} = {IR} over {R _{2}} = {1} over {R _{2}} TIMES {R _{1} R _{2}} over {R _{1} +R _{2}} TIMES I=I TIMES {R _{1}} over {R _{1} +R _{2}} 실험은 Falstad Circuit Simulator를 사용하여 회로를 구성하고 전류와 전압을 측정하는 방법으로 진행이 되었다. 그리고 실제 실험에 사용되는 주요 실험장비의 기능과 사용 방법에 대해 알아보았다. 앞서 주요 실험 장비에는 Breadboard, Power Supply, Digital Multimeter 이 있으며 이들에 대해 조사하였다. 먼저 Breadboard 의 경우, 실험 회로의 결선을 위해 사용하는 실험 장비이다. 실험에서 Breadboard는 직렬 회로와 병렬 회로를 구성하는데에 사용이 되었다. 다음으로 Power Supply 가 있는데, 이는 전원을 회로 등에 공급하기 위해 사용하는 장비이다. (해당 실험에서는 10V의 전압원을 구성하는데 이용되었다.) 마지막으로 Digital Multimeter는 전압, 전류, 저항을 측정하기 위해 사용하는 장비이다. 이를 통해 전압, 전류 그리고 이를 바탕으로 전력의 데이터 측정에 활용되었다.실제 실험은 Falstad Circuit Simulator를 사용해 데이터를 측정하고 이를 계산을 통해 확인하였다.먼저 330Ω, 470Ω, 저항을 직렬로 연결한 도선에서의 전류와 전압에 대해 알아보았다.3.3kΩ4.7kΩ전류1.25mA5.875mA전압4.125V5.875V전력5.156mW7.344mW다음으로 330Ω, 470Ω, 1.2kΩ의 저항을 직렬로 연결한 도선에서의 전류와 전압에 대해 알아보았다.330Ω470Ω1.2kΩ전류5mA5mA5mA전압1.65V2.35V6V전력8.25mW11.75mW30mW그리고 다음의 330Ω, 470Ω, 1.2kΩ, 그리고 560Ω의 저항이 연결된 도선에서의 전압과 전류를 구하였다.330Ω470Ω1.2kΩ560Ω전류8.145mA5.853mA2.292mA8.145mA전압2.688V2.751V2.751V4.561V전력21.893mW16.1mW6.306mW37.152mW실험에서는 먼저 저항에 따른 전류와 전압의 관계에 관해 확인할 수 있었다. 전압의 경우, 저항에 비례한다는 사실을 알 수 있었으며 전류의 값의 경우, 전압이 일저알 때 저항에 반비례한다는 것을 확인하였다. 이는 옴의 법칙V=IR에 기인한 것이다. 그리고 직렬 회로에서 전체 저항은 직렬 회로 내 저항의 합이며, 각 저항에 대한 전류의 데이터는 전체 전류의 데이터 값과 일치하다는 것을 관측할 수 있었다. 그리고 앞서 증명한 전압 분배 법칙이 성립함을 확인할 수 있었다. 이는 회로 내에서 전하는 보존이 되기 때문인데, 회로 내부에서 전하는 새로 생성이 되거나 소멸이 되지 않는다. 따라서 직렬 회로에서의 전류의 값은 어느 지점에서나 일정하며 이는 ‘회로 내 모든 지점에서 들어온 전류의 합과 나가는 전휴의 합이 같다.’라는 의미의 KCL (키르히호프의 전류 법칙)과 연관하여 생각할 수 있다. 그리고 앞서 확인한 병렬 회로에서의 전체 저항값의 역수는 각 저항값의 역수를 더한 값을 통해 구할 수 있음을 확인하였다. 나아가 회로 내의 전압이 일정하다는 사실 역시 데이터를 통해 알 수 있는데, 이는 에너지 보존의 성질으로 인한 것이며 이는 ‘어떤 회로 내 닫힌 경로에서 모든 전압의 합은 0이 된다.’ 라는 의미의 KVL (키르히호프의 전압 법칙)과 연관성을 가진다.

공학/기술| 2021.03.21| 5페이지| 1,000원| 조회(106)

저항, 기초실험, 직렬 회로, 전류와 전압, 기초실험 I, 병령 회로

미리보기

닫기