[기초전기실험]Series Resistance

소개글

[기초전기실험]Series Resistance에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 결과
2. EXERCISE
3. 실험 고찰

본문내용

같이 합선시켜서 작업을 한다면 주의 해야할 점이 있는데, 바로 앞 구간의 저항들이다. 총 전압의 양은 같은데 총 저항값 이 줄어들었음으로, 각 저항에 걸리는 전압은 상승한다. 꼬마전구로 치면 더 밝게 빛나는 것인데, 초등학교 실험때도, 얼마나 밝아지나 궁금해서 건전지를 마구 연결하다가 필라멘트가 끊어진 경험이 있다. 이와 마찬가지로 저항이 견딜 수 있는 전압을 넘어서면, 저항은 끊어지거나, 타버리게 될텐데 이는 장비의 손상을 초래한다. 낡은 주택에 합선으로 인한 화재가 났다고 뉴스에서 자주 볼 수 있다. 일상 생활 에서는 합선이 될 경우 뒷 구간의 저항이 어림잡아도 실험실에서의 저항보다는 수백, 수천배는 될 것인데, 이를 통해 예상하면 꼬마전구의 필라멘트가 끊어지는 정도로 끝나지는 않을 것이다.
Part 6에서 접지를 시켜주면 단선된 구간도 접지덕분에 전압 강하가 되어 전류가 흐르게 되는데, 일상생활에도 합선이나, 기타 전기결함으로 인한 사고에 접지가 큰 기여를 한다는점 을 이번 실험을 통해 알 수 있었다.
고찰
이번 실험은 저항의 직렬 연결을 알아보는 실험이었다. 직렬로 연결된 총 저항의 값은 각 저항의 합과 같다는 것을 아는 것이 골자였고, 그밖에 다른 직렬 연결의 성질을 알아 보는 실험이었다.
실험 3과 4를 통해서 실험에 오차를 주는 요인들에 대해 생각을 해보았기 때문에, 이번실험에서는 상대적으로 오차가 적게 나왔다고 생각한다. 첫 번째 실험도 오차가 1%미만으로 아주 정확히 나왔는데 여기서 DMM내부저항에 의한 오차까지 제외하면 0.7%대의 작은 오차값으로 실험을 마칠수 있었다.
part3 에서는 위의 실험과 같은 방법으로 저항을 한 개더 추가해서 하는 실험 이었다. 총 저항값을 더해서 이론적으로 한 계산과, DMM을 이용해서 측정한 값의 오차율은 예상대로 약 0.7정도로 줄어들었지만, 옴의 법칙을 이용해서 계산한 저항값은 1.67%로 굉장히 높아졌다. 당연히 작은 값이 나올줄 알아서 혼란스러웠는데, 전류를 측정할 때 오차가 발생한 것 같았다. 이번 실험에서 우리가 사용한 DMM은 옴미터 측정범위가 망가져서 모두 m옴미터 의 측정범위로 측정을 했었는데, 값의 흔들림이 상당히 컸었다. 즉 고정되지 않고 계속해서 미세하게 변화되었었는데, 이 부분에서 오차가 발생해서 오차율이 크게 나왔던 걸로 생각된다. 전류의 양이 매우 작기 때문에, 작은 값의 변화에도 결과값이 크게 달라진 것이다.
part4는 같은 저항이 연결되었을 때 저항개수 * 저항의 크기 = 총 저항의 크기 라는 공식의 확인이었다. 이는 직관적으로 생각해도 쉽게 알 수 있는 공식이었고 실험을 통해 확인해 볼수 있었다.
part5 에서는 직렬로 연결된 저항에서 상대적으로 작은 저항은 무시 할 수 있다는걸 확인하는 실험이었는데, 이 역시 직관적으로 생각할 때, 작은 저항들은 일종의 소수점처럼, 값이 커지면 커질수록, 결과에 미치는 영향이 미미 하기 때문이다.
part6의
part7의 실험은 직렬로 연결된 저항사이에 도선하나가 연결되어있는 상태(합선)였는데, 결과가 상당히 흥미로웠다. 여기서 합선 구간 뒤쪽은 저항은 무시되었기 때문이다. 이론적으로 생각했을 때 전류는 저항이 작은 구간으로 흐르기 때문에, 쉽게 알수 있었지만, Pspice 시물레이션에서 마커로 R3의 전압을 측정해보자 전압 강하는 일어난다고 나왔기 때문이다. 처음에는 이해할수 없었지만 곰곰이 생각해본 결과 R3에게는 합선된 구간이 일종의 접지가 아니었을까 하고 생각한다. 얼핏 사람이 감전을 당할 때, 몸에 걸리는 전압보다, 흐르는 전류의 크기가 더 영향을 많이 미친다는 걸 들어 본 것 같은데, 여기서 R3를 사람의 몸으로 생각했을 때, 전압을 걸리지만 전류가 흐르지 않아서 위험하지 않은 상태라고 볼 수 있을 것이다.
저항의 직렬연결은 초등학교 때부터 실습한 가장 기초적인 회로중 하나라고 생각 그 당시에는 저항대신 꼬마전구라고 하는 전구로 실험을 했었는데, 전구를 여려개 연결하면 전구의 밝기가 낮아지고, 건전지를 연결 할때에도 직렬로 연결하면 더 밝게 빛나는 전구를 볼수 있었다. 이번실험에서는 비록 저항에만 국한해서 실험을 했지만, 초등학교때 했던 실험을 생각해본다면, 전원을 직렬로 연결 했을 때에도 저항의 직렬연결에서 사용 되었던 공식을 적용 할수 있을 것 이라고 생각한다.
가장 흥미로웠던 부분은 part7의 실험이었다. short된 뒷 부분의 저항은 전압강하는 일어나지만 전류는 흐르지 않았는데 이는 일상생활에서도 유용하게 사용되는 부분일 것이다. 예를 들면 전기배선 수리 작업등을할 때, 특히 발전소 같은 송전시설이 있는 곳 에서는, 함부로 전원을 제거할수 없을 것이다. 하지만 part7에서 했던 실험을 응용하면 어디까지나 예측이지만 수리할 부분 앞 구간을 합선 시켜서 전류가 흐르지 않게 해, 안전하게 수리를 할 수 있을 것이다. (물론 미세하게 라도 전류가 흐르면 위험하기 때문에 실제로는 사용되지 않을 것 이라고 생각된다. )사람이 감전당하는 경우는 전압의 크기보다는 전류의 양이 더 중요하기 때문이다. 하지만 만약 이와 같이 합선시켜서 작업을 한다면 주의 해야할 점이 있는데, 바로 앞 구간의 저항들이다. 총 전압의 양은 같은데 총 저항값 이 줄어들었음으로, 각 저항에 걸리는 전압은 상승한다. 꼬마전구로 치면 더 밝게 빛나는 것인데, 초등학교 실험때도, 얼마나 밝아지나 궁금해서 건전지를 마구 연결하다가 필라멘트가 끊어진 경험이 있다. 이와 마찬가지로 저항이 견딜 수 있는 전압을 넘어서면, 저항은 끊어지거나, 타버리게 될텐데 이는 장비의 손상을 초래한다. 낡은 주택에 합선으로 인한 화재가 났다고 뉴스에서 자주 볼 수 있다. 일상 생활 에서는 합선이 될 경우 뒷 구간의 저항이 어림잡아도 실험실에서의 저항보다는 수백, 수천배는 될 것인데, 이를 통해 예상하면 꼬마전구의 필라멘트가 끊어지는 정도로 끝나지는 않을 것이다.
part6에서 접지를 시켜주면 단선된 구간도 접지덕분에 전압 강하가 되어 전류가 흐르게 되는데, 일상생활에도 합선이나, 기타 전기결함으로 인한 사고에 접지가 큰 기여를 한다는점 을 이번 실험을 통해 알 수 있었다.

키워드

직렬,   저항,   series,   DMM,   회로,   PSpice