4장 옴의 법칙 예비
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소개글

4장 옴의 법칙 예비에 대한 보고서 자료입니다.

목차

4.1 실험 주제
4.2 실험 장비
4.3 실험을 위한 기초 이론
4.4 실험
4.5 PSpice 시뮬레이션

본문내용

크다는 것을 알 수 있다. 기울기를 살펴보면 저항값이 제일 작은 R1의 기울기가 가장 급하고, 가장 큰 R3의 기울기는 와만하다. 이는 저항이 작을수록 전압이 증가할 때 전류도 빠르게 증가하기 때문이다. [그림 4-1]에서 전압에 따른 전류의 변화율(기울기)이 곧 저항이라는 의 의미를 확인할 수 있다.



4.3.3
은 회로에서 소자에 걸리는 전압은 전류와 저항에 비례한다는 뜻이다. [그림 4-2]는 실험 02에서 다룬 실험 회로다. 이 회로는 모든 소자들이 직렬로 연결되어 있어 전류 I는 일정하고, 따라서 저항이 클수록 걸리는 전압이 클 것이다.



4.4 실험
4.4.1 옴의 법칙 실험
(1) [그림 4-3]의 실험 회로를 구성하라. 저항 R1 = 270[Ω], R2 = 330[Ω]을 사용한다.
(2) 직류전원 V의 출력전압을 [표 4-1]과 같이 3~9[V]로 바꾸면서 전류 I를 측정하여 표에 기록하라.
(3) 이때 멀티미터를 회로에 직렬로 연결해야 한다.
(**멀티미터를 병렬로 연결하게 되면 멀티미터의 내부저항이 작으므로 전류가 전부 멀티미터로 흐르게 된다.)
(4) 저항을 R1 = 200[Ω], R2 = 1[KΩ]으로 바꿔서 전류 I를 측정하여 표에 기록하라.
- [실험과정 (2)] 전류 시뮬레이션 결과 (위에서부터 3V, 5V, 7V, 9V일 때의 전류)
- [실험과정 (4)] 전류 시뮬레이션 결과 (위에서부터 3V, 5V, 7V, 9V일 때의 전류)
[표 4-1] 전압에 따른 전류의 변화
전압 V [V]
실험 과정
3V
5V
7V
9V
실험 과정 (2)
전류 I [mA]
5mA
8.33mA
11.7mA
15mA
실험 과정 (4)
2.5mA
4.16mA
5.83mA
7.5mA
4.4.2 옴의 법칙 실험
(1) [그림 4-4]의 실험 회로를 구성하라.
(2) 직류전원 V의 출력전압과 R의 저항값을 [표 4-2]와 같이 바꾸면서 전류를 측정하여 기록하라.
(3) [표 4-2]의 측정값을 이용해 저항에 대한 전류-전압 그래프를 [그림 4-5]에 그려라.
- [실험과정 (3)] 전류 시뮬레이션 결과 (위에서부터 510[Ω], 1[KΩ], 2[KΩ] / 3V일 때의 전류)
※ 5, 7, 9, 11V 일 때는 어차피 같은 방식이니 너무 많은 관계로 생략하도록 하겠습니다.
[표 4-2] 저항에 따른 전류의 변화
전압 V [V]
저항
3V
5V
7V
9V
11V
R=510[Ω]
전류 I [mA]
5.88mA
9.8mA
13.7mA
17.6mA
21.5mA
R=1[KΩ]
3mA
5mA
7mA
9mA
11mA
R=2[KΩ]
1.5mA
2.5mA
3.5mA
4.5mA
5.5mA
전류-전압 그래프로부터 저항값 구하기
옴의 법칙 는 전압에 따른 전류의 변화율이 곧 저항임을 나타낸다. 이 성질을 이용하면 전류-전압 그래프에서 저항 값을 구할 수 있다. 전류와 전압의 변화율을 구하면, 그 값이 곧 저항 값이 된다. 정해진 전압의 변화량 △V에 따른 전류의 변화를 측정하면 저항을 구할 수 있다. 변화율(기울기)이 일정하므로 어떠한 구간을 잡아도 저항 값은 항상 같다.
4.5 PSpice 시뮬레이션
4.5.1 시뮬레이션 방법
[그림 4-7]에서는 전압을 증가시킬 때 나타나는 전류 변화를 살펴보아야 하므로 실험 03의 방법을 적용할 수 없다. 전압을 변화 시킬 때 나타나는 전류 변화는 ‘DC Sweep’이라는 해석 방법을 사용하여 시뮬레이션이 가능하다.
4.5.2 DC Sweep 시뮬레이션
DC Sweep 시뮬레이션은 직류전원의 값을 바꾸면서 전류의 변화를 살펴 볼 수 있는 해석 방법이다. [그림 4-8]과 같이 시뮬레이션 조건을 설정하여 DC Sweep 시뮬레이션을 실행한다.
먼저 ①과 같이 해석 방법으로 ‘DC Sweep’을 설정한다. Option은 ②와 같이 ‘Primary Sweep’으로 설정한다. ③에서는 값을 바꿀 변수(Sweep variable)를 지정하며, 여기에는 직류 전압 V1을 입력한다. ④는 ‘Sweep type’으로서 변수 V1의 값을 어떻게 바꿀 것인지를 지정한다. ‘Linear’를 선택하고, 시작값(Start value)과 최종값(End value) 및 증가량(Increment)을 지정한다. ④에서 ‘Value list’를 선택하면 원하는 값을 직접 수치로 입력할 수도 있다.
4.5.3 시뮬레이션 결과
☞ 시뮬레이션 회로
전압 증가 : 전류 증가(비례)
저항 증가 : 전류 감소(반비례)
> 옴의법칙을 확인한다.
☞ 시뮬레이션 결과

키워드

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  • 페이지수9페이지
  • 등록일2021.01.08
  • 저작시기2014.5
  • 파일형식한글(hwp)
  • 자료번호#1143260
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