테브닌 정리

목차

−실 험 결 과−

-오 차 율 -

−실 험 목 적−

−기 본 이 론−

−결 론−

−고 찰, 오차의 원인 및 해 결 방 안−

본문내용

맞다면 오차값이 있는지의 여부를 확인하는 것이다. 전 실험보다는 delay가 적었으며 실험이론이나 과정을 읽어보니 짧아 이번 학기에 했던 실험들보다 순조로울 것이라 생각했지만 의외로 delay가 많았었다. 전 시간까지 Power Supply에서 전원을 공급하는 단순 장치로만 알고 있어서 그런지 2전원을 공급한다는 생각을 가지지 못했다. 그래서 25V를 직접 적용하여 구하는 생각도 해보는 등 여러 가지의 실험을 지속했었다. 그래서 늦은 실험결과를 도출하는 주요인이 되었었다. 하지만 이번에는 그 과정에서 걸림돌이 되지 않았었다. detail하게 들어가보면 원하는 결과값이 나오지 않아 시간소모가 컸던 것이다. 저번 실험과 비슷하게도 3시간이라는 시간은 길다면 길지만 부족한 시간의 양이었다. 그래서 그날 강의들을 마치고 저녁시간을 이용하여 실험을 마무리하게 되었다. 지금까지 이런 적이 없었던 터라 다른 실험보다도 답답하기도 하고 시간도 아까웠지만 알아가는 과정. 그 또한 색다른 즐거움이었다. 이번에는 많은 시간을 투자하면서 얻은 데이터에 대해 알아보자. 테브닌 정리는 “임의의 선형 2단자 회로망은 테브닌 전압원 와 내부저항 의 직렬연결인 등가회로로 대체된다” 이다. 그래서 이 이론적인 증명은 배웠으므로 실험으로 입증하기 위해 Bread Board를 이용하여 회로를 구성하기 시작했다. 하지만 실험과정에서 오차가 없었다고 가정할 경우 0%값을 얻는 것이 정상. 하지만 오차율은 최소 0.44% ~ 2.9%정도의 값을 나타내었다. 그렇다는 의미는 실험과정이나 기기의 내부적인 결함이 오차의 원인으로 뽑힌다. 하지만 실험과정에 쓰여 있는 과정대로 했기에 실험과정으로 인한 오차는 없다고 생각한다. 그래서 오차의 원인을 알아보았다. 먼저 저항을 보자. 저항에는 Color Code라고 해서 측정해보지 않고도 값을 안다. 하지만 그것은 저항체 내부에 존재하는 내부저항을 무시한 과정. 다시 말해 500으로 값을 생각하고 있었지만 내부저항을 합한다면 505가 되야 하기 때문이며 전류를 흐르게 되면 아무리 작은 저항일지라도 전력을 방출하게 되므로 그로인해 전류의 양이 그만큼 줄어들게 되는 것이다. 이것이 바로 오차의 원인이다. 정확한 이유를 알아보자. 전력이 소모되면 다음 저항에 흐르는 전류는 그만큼 강하하게 되는 것이다. 하지만 그것을 무시하게 되면 다음 저항에서 이상적인 값을 구한 것으로 그것과 비교할 시 분명히 차이는 발생할 것이다. 그래서 저항에 아무리 작은 내부저항인들 실험 결과값에 영향을 주므로 오차의 원인이 되는 것이다. 또한 Power Supply의 내부적인 요인이 오차의 원인이다. 더군다나 다른 실험과는 다르게 전원을 2개나 이용했으므로 내부저항은 그만큼 늘어났을 것. 다시 말해 다른 실험보다도 Power Supply가 더 오차에 영향을 준 것이라는 주장은 확고해진다. 그리고 저항체의 저항값을 확인하기 위해 사용했던 DMM기기. 이것이 또 다른 오차의 원인이다. 모든 기기에는 회로가 있어 그곳에는 전압이 걸려 전류가 흐르는데 이 점을 보면 저항이 있다는 것을 쉽게 파악한다. 그렇다는 의미는 기기를 단순히 저항을 측정하는 기기로 인식하면 이번과 같은 결과값을 얻게 된다는 말이다. 정리해보면 저항이 기기에도 존재하기 때문에 값이 아무리 작더라도 무시하지 말고 내부저항의 값을 넣어 구해야 한다. 이러한 조건을 고려하지 않고 실험에 임했다는 점이 오차의 원인이다. 하지만 DMM은 우리가 실험을 하는데 있어서 필요한 기기로 오차가 발생하는데 있어서 어쩔 도리가 없다고 생각하지만 오차를 발생하는 과정에 있어서 빼놓는 것은 또 다른 혼란을 가져오기에 이것을 오차의 원인으로 지적한다. 또한 우리가 저항을 연결하기 위해 사용한 도선도 오차가 나타나게 한 원인이다. 이번 실험은 도선을 많이 이용하여 실험에 임했기 때문에 다른 실험보다도 오차율이 더 컸을 것이다. 도선은 안에 구리라는 금속이 존재한다. 다른 의미로 해석하면 전류가 흐르는 도로라고 말한다. 하지만 차가 도로를 달릴 경우 마찰력이 발생하는 이치처럼 도선에는 작은 저항이 존재하기에 오차의 원인이 되는 것이다. 이와 같은 해결책은 다름 아닌 저항과 어떠한 저항이 존재하더라도 전압을 주는 것이 가능한 기기가 필요하다. 조건으로는 저항의 영향을 받지 않는 것. 이 과정은 분명 이상적인 과정일지라도 0%의 오차를 얻기 위해서 둘도 없는 해결방법으로 돈도 많이 들고 쉽게 하기 어려운 실험일지라도 이 방법이 유일무이한 해결책이라 생각한다.

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