*민* 스토어

*민*

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

33개
전체 판매량

126개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

평균A+
자료문의 응답률

-

전체자료 33개

RLC회로의 임피던스

토목공학과 5조 2010101088 오민석물리학 및 실험Ⅱ 수 10:00~11:501. 실험 목적저항(R), 인덕터(L), 축전기(C)로 이루어진 직렬회로의 성질을 이해하고, 이 직렬 RLC 회로의 임피던스가임을 확인한다.2. 실험 이론* RLC 직렬 회로는 다음그림과 같다.(a) 회로(b) ωL 〉1 / ωC 경우의 벡터 그림* 그림 (a)에 V[V]의 사인파 전압을 가할 때 전류를 I[A]라하고, R, L, C 각각에 걸리는 단자 전압을 VR, VL, VC라 하면 아래와 같은 수식이 성립된다.Vt = VR + VL + VC[V]* VR, VL, VC의 크기 및 전류 I 와의 위상 관계VR = R.I, VR는 I와 동상VL = XL.I = ωL.I, VL 은 전류 I보다 π/2 [rad] 앞선 위상VC = XC.I = I/ωC, VC 은 전류 I보다 π/2 [rad] 뒤진 위상* 전류 I를 기준으로 한 벡터 그림은 ωL 〉1/ωC의 경우 그림 (b)와 같이 된다.* 전압의 크기V = √[VR2 + (VL - VC)2 = √[(RI)2 + (XL.I - XC.I)2= I √[R2 + (XL - XC)2 [V]I = V / √[R2 + (XL - XC)2 = V / √[R2 + (ωL - 1/ωC)2 [A]* I와 V의 위상차 θ는tan θ = VL - VC/ VR = XL.I - XC.I / R.I = XL - XC / R= ωL - 1/ωC / R = (2πf.L - 1/2πf.C) / R∴ θ = tan-1 XL - XC / R = tan-1(2πf.L - 1/2πf.C) / R [rad]* RLC 직렬 회로의 합성 임피던스Z = √[R2 + (XL - XC)2= √[R2 + (ωL - 1/ωC)2 [Ω] (XL = ωL , XC = I/ωC)∴임피던스 Z의 리액턴스 성분은 유도 리액턴스와 용량 리액턴스의 대수차로 이루어짐.Z는 저항 성분과 리액턴스 성분이 벡터적으로 합쳐져서 이루어진다.3. 실험방법1) RL회로① Function Generator의 frequency를 조절하여 기준 주파수에 맞춘 다음, amplitude를 조절하여 전류값을 기준 전류값에 맞춘다.② 전류계를 연결하고 b와 c그리고 c와 d를 직렬 연결하여 RC회로를 구성한다.③ 스위치를 on하고 가변 변압기를 시계방향으로 서서히 돌려 전류계가가 되 게 하고 그때의 총전압를 측정한다.④ 저항에 걸리는 전압와 코일에 걸리는 전압을 측정한다.⑤ 전류계가되게 하고 과정 ②와 ③을 반복하여을 측정한다.⑥ 위의 측정값으로부터의 그래프를 그려서 그래프의 기울기로부터 임피던스, 저항, 유도 리액턴스을 구한다.⑦의 관계를 비교함으로써 전류와 전압 사이의 위상차를 구하고의 관계를 확인한다.⑧의 측정값과 계산 값을 비교하고,의 관계를 확인하라.2) RC회로⑨ RLC회로에서 a와 c를 도선으로 직렬 연결하여 RC회로를 만든다.⑩ 방법 (3)~(5)까지의 실험을 반복하여를 측정한다.⑪ 방법 (6)~(8)까지의 실험을 반복하여를 구하여 위상차를 구하고,와의 관계를 확인한다.⑫의 측정값과 계산값을 비교한다.3) RLC회로⑬ a, b, c, d를 연결하여 RLC회로를 구성하고 과정 (10), (11) 실험을 반복하여를 측정한다.⑭를 구하여 위상차을 구하고과의 관계를 확인한다.⑮의 측정값과 계산 값을 비교한다.4.실험결과RLC 회로의 임피던스 (1㏀ or 2㏀, 10mH, 100㎌, 10kHz)A. RL 회로전류 (I)ER()EL()ET()RXLZ위상각오차0.5 mA51.636.473.410062.532146.8118.10135.224.3%1.0 mA98.370.7142.210062.532142.2118.10135.720.4%1.5 mA146.0105.9212.010062.532141.3118.10135.919.6%2.0 mA193.8140.9278.410062.532139.2118.10136.017.9%B. RC 회로전류 (I)ER()EL()ET()RXCZ위상각오차0.5 mA51.71.551.81001.5915103.6100.0131.663.59%1.0 mA98.42.7100.21001.5915100.2100.0131.570.19%1.5 mA147.13.9149.81001.591599.9100.0131.520.11%2.0 mA194.25.0198.01001.591598.5100.0131.471.51%C. RLC 회로전류 (I)ER()EL()EC()ET()RXLXCZ위상각오차0.5 mA50.836.41.473.710062.5321.5915147.4117.26234.625.7%1.0 mA97.970.52.6142.410062.5321.5915142.4117.26234.721.4%1.5 mA145.2105.33.8212.010062.5321.5915141.3117.26234.920.5%2.0 mA192.6140.45.0281.010062.5321.5915140.5117.26235.119.8%5. 분석 및 토의조금의 오차는 발생하였지만 측정한 데이터 값을 통해 직렬 RLC회로에서 저항, 케패시턴스, 인덕턴스, 임피던스의 관계가 성립하는 것을 확인할 수 있었다. 여기서 (XL-Xc)는 직렬 RLC회로에서 총리액턴스를 나타내며, R은 순수저항, 그리고 Z는 임피던스이다. 그러므로 수학적으로 피타고라스 삼각법칙에 의해 임피던스는 저항과 총리엑턴스 각각의 제곱의 합이라 할 수 있다.직렬 RL회로에 케패시터를 연결하였을때 임피던스가 어떻게 변화하는지를 실험을 통해 알 수 있었다. 또한 케패시터를 연결하게 되면, 총리액턴스가 감소하므로 관계식에 의하여 볼 때 임피던스는 줄어들게 된다는 것을 알 수 있다.직렬 RLC회로에서 임피던스가 가장 낮을때는 총리액턴스 값이 0일 때 이다. 즉 커패시턴스와 인덕턴스의 값이 같으면 총리액턴스는 상쇄되면서 가장 낮은 임피던스가 된다고 판단하였다.. 그리고 그 값은 회로에 걸린 저항 R과 같게 된다. 회로에서 전류가 가장 많이 흐를 때는 옴의 법칙을 통해 짐작할 수 있다. 인가된 전압이 일정할 때 가장 큰 전류를 얻을 수 있는 방법은 가장 작은 저항을 연결하는 것이다. 그리고 직렬 RLC회로에서 가장 낮은 전압은 캐패시턴스와 인덕턴스가 같을 때라고 판단하였다.RL 회로를 RC, RLC회로와 각각 비교 하였을 때 대략

자연과학| 2012.04.21| 5페이지| 1,000원| 조회(341)

임피던스, 물리실험, RLC회로, RL회로, RLC회로의 임피던스, RLC회로의 ..

미리보기

닫기
RC상수회로 보고서

물리학 및 실험Ⅱ 금 10:00~11:50토목공학과 2010101088 오민석참고문헌 : ‘일반물리학 실험’, ‘일반물리학’1. 목적직류전원에 의해 축전기에 전하가 충전·방전되는 양상을 관찰하고, RC회로의 전기적 특성을 대표하는 시상수를 측정하여 축전기 전기용량과의 관계를 알아본다.2. 이론 및 원리1. 충전(charge)기전력에 의하여 Capacitance가 충전된다. 옆 그림과 같이 구성된 회로의 회로 방정식은 식 (1)과 같다.(1)전류 i 값에 옆의 식(2)를 대입하여, ...........(2)식(1)을 풀면, 식(3)을 얻을 수 있게 된다. (3)t= RC 일 때 기전력 ε의 (1-e-1)배가 되게 되는데 이때 t=RC 값을 RC시상수라고 한다.2. 방전(discharge)기전력 ε=0이 되고 capacitance에 충전된 전하들이 방전된다. 옆의 그림과 같이 구성된 회로의 회로방정식은 식 (4)와 같다.(4)마찬가지로 전루 ii값에 식(2)를 대입하여, 식 (4)를 풀면 식(5)의 해를 얻을 수 있다...............(5)이때도 마찬가지로 t=RC 일 때 값을 ‘RC 시상수’ 라고 한다.3. 실험 방법0. 전기저항과 축전기를 회로판에 연결한다.1. 축전기의 양단을 전선으로 연결함으로써 축전기를 완전 방출된 (전위차 0V) 상태가 되도록 한다.2. 스위치를 연결하고 전압계에 나타나는 전위차의 변화를 관찰한다.- 여기서 우리는 digital studio 라는 프로그램을 이용. 회로 구성 후 프로그램을 시작하여 전압(5V)을 공급해 주어 축전기에 충전되는 양을 측정한다.3. 축전기에 완전히 충전된 후 (전위차의 변화가 더 이상 없을 때) 스위치를 끊고 이때 전위차의 변화가 거의 없는 것, 즉 충전된 전하가 빠져나감이 없음을 확인한다.- 프로그램을 이용해 축전기에 충전되는 양을 그래프 및 data값으로 확인할 수 있다.- 축전기 전압의 가장 높은 값의 63%가 되기까지의 시간을 측정하였다.4. 충전된 전하가 방전함에 따라 나타나는 축전기 양단의 전위차의 변화 관찰.5. 과정 ? ~ ?를 여러 번 되풀이하여 충전과 방전에 따른 변화를 익힌다.6. 전기저항의 값(10Ω, 33Ω)과, 축전기의 용량(100μF, 330μF)을 바꿔가면서 실험을 반복한다.4. 실험 결과저항capacitanceRC이론값입력전압입력전압0.632걸린 시간오차(%)충전방전10 Ω100 μF0.00153.1600.00130.001330300. R = 10 Ω 이고 C = 100 μF 일 때- RC이론값 = 저항 * capacitance- 오차 = (RC이론값 - 걸린시간) / RC 이론값 , 전압(V), 시간(s)2. R = 10 Ω 이고 C = 330 μF 일 때저항capacitanceRC이론값입력전압입력전압0.632걸린 시간오차(%)충전방전10 Ω330 μF0.003353.1600.00370.003712123. R = 33 Ω 이고 C = 100 μF 일 때저항capacitanceRC이론값입력전압입력전압0.632걸린 시간오차(%)충전방전33 Ω100 μF0.003353.1600.00390.003818154. R = 33 Ω 이고 C = 330 μF 일 때저항capacitanceRC이론값입력전압입력전압0.632걸린 시간오차(%)충전방전33 Ω330 μF0.0108953.1600.01090.01080.090.85. R = 100 Ω 이고 C = 100 μF 일 때저항capacitanceRC이론값입력전압입력전압0.632걸린 시간오차(%)충전방전100 Ω100 μF0.0153.1600.01170.011519156. R = 100 Ω 이고 C = 330 μF 일 때저항capacitanceRC이론값입력전압입력전압0.632걸린 시간오차(%)충전방전100 Ω330 μF0.03353.1600.03430.03423.93.65. 분석 및 토의이번 실험에서 회로의 모양은 그대로 둔 채, 각각 저항 값과 축전기 값만 변화시켜 가면서 총 8번의 실험을 했다. 저항은 이론값과 측정값이 다르기 때문에 직접 측정한 결과로 실험을 했다. 실험결과, R, C와 충전과 방전시간이 어떤 관계인 지 알 수 있었다.측정을 통해 기록한 데이터를 서로 비교·분석 하여 축전기의 용량이 같을 때 저항이 클수록 충전·방전되는데 시간이 더 많이 필요하고 저항의 값이 같다면 축전기의 용량이 클수록 충전·방전되는 시간이 많이 걸린다고 판단하였다.이번 실험에서 오차는 30%이하로 나왔다. 이는 컴퓨터(Data Studio)를 이용해서 측정할 때 그 측정범위(단위)가 커서 오차가 발생했다고 생각하였다. 또한 실험에서 도선의 저항은 0이라는 전제하에 실험을 했지만 실제로 도선의 저항은 정확히 0이 되지 못하였기에 계산상 오차가 발생하였을 것이라 판단하였다. R-C회로의 전기적 특성인 RC시상수에 대해 알아보았고 저항과 전기용량 그리고 충전·방전시간과의 관계에 대해서도 알게 된 실험이었다.

자연과학| 2012.04.21| 4페이지| 1,000원| 조회(185)

축전기, 물리실험, 기전력, RC회로, RC, 물리학 및 실험, 직류전원, RC상수회..

미리보기

닫기
MBTI 자기기술

1. 자신의 성격(MBTI)나의 성격 유형코드는 INTJ이다. 사고가 독창적이며 창의력이 뛰어나다. 또한 비판적 분석력이 뛰어나며 내적 신념이 강하다. I(내향형)에서 난 ‘자기내부에 주의집중’, ‘내부활동과 집중력’, ‘조용하며 신중한’ 에 가장 가까웠고 N(직관형)에서는 ‘미래, 가능성에 초점’ 그리고 T(사고형)에서는 ‘원리와 원칙’, ‘규범, 기준 중시’, ‘논리적, 분석적’, ‘지적 논평’ 마지막으로 J(판단형)에서는 ‘정리 정돈과 계획’, ‘분명한 목적의식과 방향감각’, ‘뚜렷한 기준과 자기의사’ 에 가장 가깝다고 생각한다. 물론 나의 선호의 의한 유형에 포함은 되지 않지만 E(외향형), S(감각형), F(감정형), P(인식형)에서도 내가 선호하는 행동패턴이나 표현방식이 있었다. 이에 나의 성격이 어떤 특정한 유형으로 정해진 것이 아니라 아직 나 자신에 대해 잘 알지 못하고 나의 성격이 자리잡혀가는 단계라는 것을 알게 되었다.2.자신의 흥미(STRONG)스트롱검사에서 유형코드는 IRA가 나왔다. 이는 각각 탐구형, 현장형, 예술형에 속한다. 탐구형에서 과학은 매우 높은 흥미가 나왔고 수학은 높은 흥미로 나왔다. 확실히 대학생활에서 과학과목인 ‘일반화학, 일반물리학, 기초물리학 등’과 수학과목인 ‘미분적분학’에서는 좋은 성적뿐만 아니라 강의 시간에서와 혼자 공부하는 시간에서 즐겁고 흥미를 느겼다. 현장형에서는 운동경기와 자연이 보통흥미로 나왔고 기계관련 활동이 높은 흥미로 나왔다. 운동경기는 내가 축구나 농구, 야구를 좋아하고 헬스도 좋아하지만 경기를 TV로 보긴해도 직접 경기장을 찾아가거나 하진 않다보니 보통흥미로 나온 것 같고 기계다루는 것은 어려서부터 좋아해서 그런지 기계관련 활동이 높은 흥미로 나온 것 같다. 예술형에서는 음악/드라마가 높은 흥미가 나왔고 글쓰기가 보통흥미가 나왔다. 음악을 듣거나 직접 노래를 부르기도 하고 특히 클래식 기타를 배워 나중엔 혼자 독학을 하여 내 리듬감과 느낌에 맞는 곡을 연습하기도 한다. 그리고 왠만한 드라마는 전부 챙겨보고 나중에 컴퓨터로 다운로드에서 재방을 한다. 아무래도 드라마에서는 극중 인물의 심정을 같이 느껴보고 생각을 이해하기도 하면서 내가 살고 있는 삶뿐만이 아니라 다양한 삶을 간접 체험할 수 있다는 것이 내가 드라마를 좋아하는 이유가 될 것이다. 이러한 이유로 음악/드라마에서 높은 흥미가 나온것이라 생각한다. 개인특성 척도(PPS)에서 업무유형에서는 왼쪽으로 치우쳐져 혼자서 일하는 것을 선호 자료, 사물, 아이디어를 다루는 것을 좋아하며 독립적인 경향이 있는 것으로 나타났다. 학습유형에서는 약간 오른쪽으로 치우쳐져 학문적인 학습활동을 선호하고 이론을 통한 학습, 장기간의 정규교육 과정을 좋아한다고 나왔다. 하지만 역시 조금의 차이로 오른쪽으로 치우쳐진 만큼 특정 분야, 특히 과학과 같은 분야에 있어서는 실용적인 학습활동과 경험을 통한 학습과정을 더 선호한다고 생각한다. 리더쉽 유형에서는 오른쪽으로 치우쳐져 다른사람들을 지시하고 통솔하는 것이 불편하고 감독자 입장보다 동료 입장에서 과업을 수행하며 타인을 많이 배려한다고 나왔다. 하지만 타인을 많이 배려하다가 나 자신의 주장을 제대로 전달하지 못하거나 오해가 생기다보니 요새는 자기주장을 강하게 하여 타인의 대한 배려보다는 나 자신의 생각과 주장을 관철시키려는 노력을 하고 있다. 일반직업분류(GOT)의 특성에서 처럼 자연이나 옥외에서의 활동을 좋아하고 기계, 건축 활동을 선호하는 것 같다. 그리고 애매하고 추상적인 문제보다는 구체적인 문제를 더 좋아하고 업무수행에 있어 다른사람에게 의지하기 보다는 자기 자신을 더 신뢰하고 의지한다는데 동의한다. 또한 심미적인 측면에 가치를 두며 자기표현에 대한욕구가 강하다는데 정말 그렇게 느낀다. 특히 자신이 직접 예술분야에 참여하기보다는 관람자나 관찰자로서 즐기는 사람들도 있다는데 난 여기에 포함된다고 확신한다.3. 자신의 직업가치(가치관검사 및 가치카드)나 자신의 직업가치관 중 가장 높은 유형은 34점으로 A였으며 이에 해당하는 직업가치관은 ‘전문성 추구형’ 이다. 두 번째로 높은 것은 28점으로 E였으며 이에 해당하는 직업가치관은 ‘경제력 추구형’이다. 그리고 가장 낮은(회피형)것으로는 유형B였으며 이에 해당하는 직업가치관은 ‘리더쉽 추구형’이다. 특히 1~40개의 문항 중 나에게 가장 잘 맞다고 생각되어지는 세개의 문항을 골라 가산점을 주었는데 첫 번째로는 ‘한 특정 분야의 전문가가 되는 것이 일반 관리자가 되는 것보다 더 중요하다’ 이었고 두 번째는 ‘내 자신의 아이디어와 노력의 결과로 무언인가를 만들 수 있을 때 성취감을 만끽 한다’ 이었으며 마지막 세 번째로는 ‘나는 전문적 기술과 재능을 활용할 수 있는 업무를 함으로써 성취감을 느낀다’ 이였다. 이는 유형별 해석에서 나에게 해당되는 유형설명과 연관되게 선택된 것을 알았다. 또한 내가 뽑은 가치카드와 대조해봤을 때 ‘안정, 전문성, 성취, 재정적인 안정, 소속감, 금전적인 보상, 안전성’ 카드는 A와 E형에 해당됨을 느겼다. 또한 거부감이 드는 카드로는 ‘팀업무, 경쟁, 창작활동, 심미성, 육체적 활동’ 을 뽑았다.4. 자신의 역량(STAR개발, 역량도출)S/T : 수박알바를 하였고 수박을 진열해 놓는 매대가 마트 중앙에 한 개로 크게 만들어 져있어 고객님들이 원하는 수박이 가운데 있으면 꺼내주기가 힘들고 한매대에 4명이서 고객을 맞다보니 정신이 없고 비효율적이라고 느겼으며 실제 고객 수용 면적이 작다고 생각했다. (=동선이 짧다)A : 4개의 판자(파렛트)로 구성된 하나의 큰 매대를 4불할 하여 판매효과를 극대화 하자고 팀장님께 건의해 보았다.(동선도 늘어나고 고객들을 한 매대에 한명씩, 4군데에서 맡을 수 있어서 효울적이다)R : 동선이 늘어나 수박코너가 풍성 해보이는 효과와 더불어 동선도 늘리고 매대를 한명씩 맡아서 고객을 맞이하다보니 서비스능력도 올라가고 고객 수용력도 커졌다. 그리고 수박을 진열하기도 전보다 수월해졌고 보기 좋게 진열하는 것이 가능해졌다.STAR를 통해 알아본 나의 역량은 ‘정보 수집’, ‘추진력’, ‘기획력’, ‘판단력’에 해당했다.

사회과학| 2012.04.21| 3페이지| 1,000원| 조회(225)

자기소개, mbti, strong, 자기기술, MBTI 자기기술, 직업가치, 나의 ..

미리보기

닫기
간섭과 회절 보고서

간섭과 회절물리학 및 실험Ⅱ 수 10:00~11:501. 실험 목적단일슬릿에서의 회절무늬를 관찰하여 회절의 특성을 이해하고, 이중슬릿에서의 간섭무늬를 관찰하여 간섭의 특성을 이해하여 본다.2. 이론 및 원리2-1 회절 실험슬릿과 스크린 사이의 간격 D중앙의 밝은 무늬의 중심으로부터 첫번째 어두운 무늬의 중심까지의 거리슬릿의 크기 a과사이의 거리차 b슬릿의 중심과 가장자리를 통과한 두 빛과가 스크린점에 닿았다고 할 때, 이 두 빛이 이동한 거리과의 거리차 b는이다.이때, 만약이면,점에서 두 빛은 서로 상쇄되는 상쇄간섭을 일으킨다. 또한,이라고 할 수 있으므로가 만족된다.가 되어 만약 a, y, D를 안다면 주어진 빛의 파장를 측정할 수 있다.3-1 실험방법슬릿과 스크린 사이의 거리 D를 변화시켜 간섭무늬의 변화를 관찰한다.슬릿은 슬릿판에 적혀있는 A, B, C의 3종류의 슬릿을 사용한다.2-2 이중슬릿의 간섭 실험슬릿과 스크린 사이의 간격 D중앙의 밝은 무늬의 중심으로부터 첫번째 어두운 무늬의 중심까지의 거리 y슬릿과 슬릿사이의 거리 d과사이의 거리차 b슬릿과를 통과한 두 빛이 스크린 P점에 닿았다고 할 때 이 두 빛이 이동한 거리과사이의 거리차 b는이다. 이때, 만약라면, P점에서 두 빛은 서로 상쇄되는 상쇄간섭을 일으킨다. 또한,이라고 할 수 있으므로가 만족된다.가 되어 만약 d, y, D를 안다면 주어진 빛의 파장를 측정할 수 있다.3-2 실험방법슬릿과 스크린 사이의 거리 D를 변화시켜 간섭무늬의 변화를 관찰한다.슬릿은 슬릿판에 적혀있는 D, E, F의 3종류의 슬릿을 사용한다.4. 실험 결과회절 실험단위(mm)슬릿 종류슬릿 크기 aDyA0.02310127.742*10-4슬릿 종류슬릿 크기 aDyB0.0431056.452*10-4슬릿 종류슬릿 크기 aDyC0.0831037.742*10-4이중슬릿의 간섭 실험단위(mm)슬릿 종류슬릿 크기dD2yD0.040.256103.3851.387*10-3슬릿 종류슬릿 크기dD2yE0.040.56101.9091.565*10-3슬릿 종류슬릿 크기dD2yF0.080.2561041.639*10-35. 분석 및 토의회절실험에서 슬릿의 크기a가 커질수록 간격y가 작아지는 것을 알 수 있었다. 간섭실험에선 슬릿의 크기엔 관계없이 이중슬릿사이의 간격이 클수록 간격y가 작아지는 것을 알 수 있었다. 따라서,수식에서 파장은 일정해야 하므로 회절에 경우 D가 커지면 y도 커져야 하며 실험을 통해서도 a가 커지면 y는 작아져야 한다는 것을 확인하였고, 간섭에 경우 D가 커지면 y가 커져야하며 실험을 통해서 d가 커지면 y는 작아지는 것을 확인하였다. 이와 같이 이번 실험을 통해서 단일슬릿과 이중슬릿에서의 회절 및 간섭의 특징들과 각각의 요소들 간의 관계를 파악할 수 있었다. 그리고 확연한 빛의 모양으로 어두운 부분과 밝은 부분에서는 각각 상쇄간섭과 보강간섭이 일어나는 부분이라는 것을 이해할 수 있었다.

자연과학| 2012.04.21| 5페이지| 1,000원| 조회(151)

물리실험, 회절, 단일슬릿, 간섭, 회절무늬, 회절 실험, 간섭과 회절 보고서, 간섭..

미리보기

닫기
기초회로 실험 보고서

물리학 및 실험Ⅱ 수 10:00~11:50참고문헌 : ‘기초회로 실험’ 매뉴얼1. 실험 목적저항의 양 끝에 걸리는 전압에 따라 저항에 흐르는 전류를 측정하여, 일반 저항에 대한 옴의 법칙과 반도체 다이오드의 전기(정류) 특성을 확인한다. Kirchhoff 의 법칙을 이용하여 여러 개의 저항과 전압이 연결된 회로를 분석해본다.2. 이론 및 원리A. 전기저항(옴의 법칙, 다이오드 특성)① 옴의 법칙어느 저항에 걸리는 전압와 이에 흐르는 전류의 비율을 전기저항이라 하며 다음과 같은 식으로 표현할 수 있다.여기서 전기저항은 물질의 종료, 모양, 크기, 온도 등에 따라 달라지며, 걸린 전압에 따라서도 달라질 수 있다. 일반적인 저항의 경우에 걸린 전압나 전류와는 무관하게 일정한 저항 값을 갖는다. 이와 같이 전압와 전류가 일정한 상수 비율(전기저항)로 주어지는 것을 옴(Ohm)의 법칙이라 한다. 반면에 반도체를 이용한 다이오드나 트랜지스터의 경우에는 옴의 법칙이 성립되지 않고 전기저항이 걸린 전압의 방향이나 크기에 따라 달라진다.② 다이오드 특성Ⅳ족 원소인 실리콘(Si)이나 게르마늄(Ge)은 이들이 결정 상태를 이루고 있을 때 각 원자가 가지고 있는 4개의 원자가 전자들이 이웃하는 4개의 다른 원자와의 강한 공유결합을 형성하고 이들에 속박되어 아주 큰 저항을 가지고 있다. 이 결정에 Ⅲ족이나 Ⅴ족의 불순물이 들어가면 일반적으로 전기저항이 감소한다. 인(P)와 같이 5개의 원자가전자를 가지는 Ⅴ족 원소가 미량 첨가되면, 이 Ⅴ족 원소의 4개 원자가전자는 비교적 자유로이 움직일 수 있어 작은 저항 값을 가지게 된다. 이와 같이 Ⅴ족 불순물을 첨가하여 자유로운 전자를 가지는 반도체를 n형 반도체라 한다. 반면에 갈륨(Ga)과 같이 3개의 원자가전자를 가지는 Ⅲ족 원소를 Ⅳ족 원소 결정에 미량 첨가하면, Ⅲ족 원소는 이웃의 3개의 Ⅳ족 원소와 공유결합을 이루고 하나의 Ⅳ족 원소의 공유결합이 전자의 부족으로 형성되지 못하게 되어 결정격자에 정공(hole)을 형성하게 된다. 이와 같이 Ⅲ족 불순물을 첨가하여 정공이 형성된 반도체를 p형 반도체라 한다. 이와 같은 n형 반도체와 p형 반도체를 접합시켜 놓은 것이 반도체 다이오드이다. 이때 두 반도체의 접합부분에서는 자유롭게 이동이 가능한 정공과 전자들이 없는 공핍층 (depletion layer) 이 형성된다. 이러한 반도체 다이오드의 구조와 동작원리는 아래 과 같다.(a) 구조(b) 기호(c) 순바이어스 전압 (의 전류가 흐른다)(d) 역바이어스 전압 (c) 와 같이 p형 반도체에 () 극을, n형 반도체에 () 극을 연결하는 경우를 순방향 전압 (Forward bias) 이라 하고, (d) 와 같이 반대로 전압를 걸어줄 때를 역방향 전압 (Reverse bias) 이라 한다. 역방향 전압의 경우, p형 반도체 내부영역의 정공은 낮은 전위의 () 극 쪽으로, p형 반도체 내부영역의 전자는 전위가 높은 () 극 쪽으로 끌려간다. 이 결과로 두 층 사이의 공핍층의 두께가 순방향 전압의 경우에는 작아지게 되고 일정한 전압 이상에서 전류가 급격히 증가하고, 역방향의 경우는 공핍층 두께가 두꺼워져서 전류가 흐르지 않게 된다. 이때 미세하게 흐르는 역방향 전류는 다이오드 개별적 물성에 따라 달라지는 포화누설전류로 나타난다. 반면에 순방향 전압의 경우, p형 반도체층 내부영역의 양공은 낮은 전위의 n층 쪽으로, n형 반도체층 내부영역의 전자는 전위가 높은 p층 쪽으로 이동하여 외부회로로 순방향 전류가 흐른다. 이때의 전류는 상온 근처에서로 표시된다. 여기서는 전자전하의 크기이고는 접합부위의 온도이다. 순방향 전압의 경우에는 작은 전기저항을 가지며 작은 전압에서도 많은 전류가 흐르나, 항복전압 이내의 역방향 전압의 경우에는 많은 전압을 걸어주어도 거의 전류가 흐르지 않는다. 역방향 전압이 항복전압 이상일 때는 다이오드는 절연체가 아닌 일반 저항체와 같아진다. 이와 같은 다이오드의 전기특성은 와 같다. 일정한 항복전압에서 아주 작은 전기저항을 가지도록 특별히 고안된 것을 제너 다이오드(Zener diode)라 한다.B. Kirchhoff의 법칙① KCL (전류법칙) : Kirchhoff 제 1법칙전기회로의 어느 분기점에서나, 그 분기점의 전류의 대수의 합은 0이다.즉, 분기점에서 들어가는 전류의 합은 나가는 전류의 합과 동일하다.② KVL(전압법칙) : Kirchhoff 제 2법칙전체 회로 중에서 임의의 어느 한 폐회로를 따라 전위차를 모두 더하면 그 결과는 0이다.③ Kirchhoff의 법칙을 이용한 회로분석복잡한 회로망에 키르히호프의 법칙을 적용하기 위해서는 각 전위차의 부호를 조심스럽게 결정해야 한다. 시작할 때 전지나 기전력에 걸리는 전위차를 고려하라. 기전력의 양의 방향은 낮은 전위의 단자에서 더 높은 전위의 단자로 정한다. 저항이 전지의 양단에 연결되어 있을 때 전하는 회로를 따라 흐른다. 만일 전류에 대한 일반적인 방향을 사용하면 (즉, 양의 전하가 움직이는 방향), 저항을 지나가는 전류의 방향은 전위를 감소시키는 방향이다. 키르히호프의 법칙을 적용할 때 전위차에 대하여 다음과 같은 약속을 정하기로 한다.1. 기전력의 방향으로 기전력원을 지날 때 전위차는이다.2. 기전력의 반대 방향으로 기전력원을 지날 때 전위차는이다.3. 전류의 방향으로 저항을 지날 때 전위차는이다.4. 전류의 반대 방향으로 저항을 지날 때 전위차는이다.의 회로를 Kirchhoff 의 법칙을 이용하여 분석하면 다음과 같다.(1) 분기점 b 에서 키르히호프의 전류 법칙을 적용하면, 전류,는 분기점으로 들어가므로 (+) 라는 것을 알고 있다. 반면에 전류는 분기점으로부터 나오기 때문에 (-) 이다. 즉,이다.(2) 점 a 에서 출발하여 시계 방향으로 가면서, 고리 a-b-e-f-a 에 키르히호프의 법칙을 적용하면,을 얻는다.(3) 점 b 에서 출발하여 반시계 방향으로 (와방향에서), 고리 b-e-d-c-b 에 키르히호프의 법칙을 적용하면,(4) 따라서, (1), (2), (3)을 연립하여 계산하면 각 회로의 각 부분에 흐르는 전류와 각 부분의 전압을 구할 수 있다.,,,,3. 실험장치 및 기구브래드보드, 건전지 2개, 멀티미터, 전기저항, 다이오드, 전선4. 실험방법A. 옴의 법칙 실험① 브래드보드에 저항을 연결하고 전압를 인가해준다.② 멀티미터를 이용하여 전압를까지 변화시키면서 회로에 흐르는 전류를 측정한다.③ 저항을 100에서 200으로 바꿔가며 위의 과정을 반복한다.④ 측정된 전류를 이용하여 옴의 법칙이 성립하는지 확인해보고 그래프로 그려본다.B. 다이오드 특성 실험① 브래드보드에 저항(100(과 다이오드를 직렬로 연결하고 전압순방향으로 인가해준다.② 멀티미터를 이용하여 저항과 다이오드에 걸리는 전압을 각각 측정하고, 회로에 흐르는 전류를 측정한다.③ 전압의 크기를 바꿔가며 위의 과정을 반복하여 문턱전압를 찾는다.④ 전압를 역방향으로 인가해주고 위의 실험을 반복한다.C. Kirchhoff의 법칙 실험① 와 같은 회로를 구성한다.② 멀티미터를 이용하여 각 저항에 걸리는 전압과 흐르는 전류를 측정한다.③ 이론값(키르히호프의 법칙으로 계산)과 측정값을 비교하여 본다.5. 실험결과A. 옴의 법칙전압()전류()저항()(기울기)11(V)9.39(mA)98.6(Ω)0.1068(V/mA)22(V)19.01(mA)98.6(Ω)0.1052(V/mA)33(V)28.43(mA)98.6(Ω)0.1055(V/mA)44(V)38.04(mA)98.6(Ω)0.1052(V/mA)55(V)47.8(mA)98.6(Ω)0.1046(V/mA)전압()전류()저항()(기울기)11(V)4.78(mA)198.2(Ω)0.2092(V/mA)22(V)9.76(mA)198.2(Ω)0.2049(V/mA)33(V)14.64(mA)198.2(Ω)0.2049(V/mA)44(V)19.54(mA)198.2(Ω)0.2047(V/mA)55(V)24.45(mA)198.2(Ω)0.2045(V/mA)B. 다이오드 특성① 순방향 바이어스 (Forward bias)10.4(V)0.0015(V)0.399(V)0.02(mA)20.6(V)0.0416(V)0.558(V)0.42(mA)30.8(V)0.1677(V)0.631(V)1.63(mA)41.0(V)0.3301(V)0.667(V)3.19(mA)51.2(V)0.503(V)0.691(V)4.87(mA)② 역방향 바이어스(Reverse bias)10.4(V)00.400(V)0(mA)20.6(V)00.600(V)0(mA)30.8(V)00.800(V)0(mA)41.0(V)01.000(V)0(mA)51.2(V)01.200(V)0(mA)C. Kirchhoff의 법칙 실험3V1.483V이론값실험값이론값실험값이론값실험값100Ω0.012A1.2V11.7 mA1.196V100Ω0.003A0.3V

자연과학| 2012.04.21| 9페이지| 1,000원| 조회(193)

전기저항, 물리실험, 기초회로, 옴의 법칙, 기초회로 실험, 다이오드 특성, 기초회..

미리보기

닫기