결과 보고서 - 옴의 법칙, KCL, KVL, 저항과 저항회로

소개글

결과 보고서 - 옴의 법칙, KCL, KVL, 저항과 저항회로에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

인하는 실험이다. 전압분할기 회로를 다음과 같이 구성하고 , 대신 1 짜리 가변저항을 쓴다. 그리고 부분에 병렬로 도통 테스터기를 달고, 가변저항값이 바뀜에 따라 도통테스터기의 소리의 크기 변화를 알아보는 실험을 한다.
가변저항이 1-3 단자가 연결된 구조에선 소리가 나지 않다가 2-3 단자로 연결된 구조로 갈수록 소리가 커졌다. buzzer는 buzzer로 전류가 흘려 들어가면 소리가 나는 구조인데 1-3 구조에선 buzzer로 전류가 흘러 들어갈 수 없다. (왜냐하면 buzzer 양단에 전위차가 없기때문) 따라서 이 회로로 buzzer의 소리 크기를 조절할 수 있다. 저항으로 어떤 크기를 조절하는 많은 예시 중의 하나 일 것이다. 그렇지만 이런 실험을 직접 해 봄으로서 실무에서 어떻게 많은 물리량을 조절하는지를 짐작할 수 있게 해 주는 좋은 실험인 것 같다.
3) 저항 병렬 전류 분할기 회로를 구성하여 이론대로 작동되는지를 확인하는 실험이다.
교제에 나오는 식처럼 전류가 분할되는 것은 확인하였으나 교제에서 원하는 전류인 =8.4mA, =4.2mA 를 만들지 못하였다. 교제에서 제시한 전류를 만들기 위해선 저항을 1.2 짜리 저항을 사용했어야 했는데 실험을 할 때 마음이 급하여 잘 따져보지 않고, 앞선 실험에서 사용했던 1 짜리 저항을 그대로 사용하는 실수를 했다.
(결론 및 자기평가) 저항을 이용하여 전압이나 전류를 분할하는 회로를 구성해보고 실제로 전압이나 전류가 우리가 설계한대로(원하는대로) 나누어지는지를 실험해 보았다. 이론과 실제는 이런 간단한 회로에서 큰 차이가 없음을 알 수 있었고, 한 가지 아쉬운 점은 마지막 실험에서 저항값을 잘못 사용하여 저자가 원하는 값의 전류를 만들지 못한 점이 조금 아쉽다.
실험F. KVL, KCL 실험
1) 다음 회로를 구성하고, 어떤 loop에서 KVL이 만족하는지를, 한 node에서 KCL이 만족하는지를 확인하는 실험을 한다.
2) node A 에서의 KCL : 8.44mA + (-4.11mA) + (-4.35mA) ≒ 0
따라서 node A에서 KCL을 만족한다.
3) loop B 에서의 KVL : (-4.68V) + 2.35V + 2.36V ≒ 0
따라서 loop B에서 KVL을 만족한다.
(결론 및 자기평가) 이것으로 KVL 과 KCL이 실제로 성립함을 실험으로 확인해 보았다. 모든 node와 모든 loop에서 KCL과 KVL이 성립하는지를 보이지는 않았지만 그렇게까지 할 필요성을 느끼지 못했다. 또한 측정을 해야하는 실험은 오차는 필연적으로 생긴다. 소수점 둘째자리까지의 합이 꼭 맞지는 않더라도 너무 신경 쓸 필요는 없을 것 같고, 비교적 문안하게 실험이 마무리 된듯 하다.
4. 최종결론
3장 실험 이론적으로 배운 탄소피막 저항의 내부모습과 정격전력, 가변저항의 내부 구조, 저항의 직렬/병렬 연결시의 합성저항, 옴의 법칙, 저항을 이용한 전압/전류 분할기 회로, KCL, KVL 등등을 실험을 통하여 직접 확인해 보는 실험이 많았다. 탄소피막 저항의 껍질을 칼로 벗겨내서 생긴 모양을 보거나 니퍼로 이를 절단내어 내부 모습을 볼 일이 잘 없는데 직접 볼 수 있어서 좋은 참고거리가 된 것 같고, 가변저항의 내부 구조를 잘 몰랐었는데 이번 실험을 통하여 확실하게 집고 넘어 갈 수 있게 되었다. 또한 니크롬이나 구리의 비저항값은 항상 data sheet로만 접하던 것을 직접 측정해 본 것도 좋은 경험이었던 것 같다. 하지만 옴의 법칙을 알아보기 위한 실험이나 저항의 직렬/병렬 연결시 저항값이 어떻게 변하는지를 측정하는 실험은 너무 기초적인 내용이고, 직접해보지 않아도 그 결과가 너무나 당연한 실험들이어서 실험하는 내내 지루하고 정확한 결과를 위하여 측정오차에 너무 신경 쓴 나머지 적지 않은 시간 또한 들여야 했던 것 같다.
이번 3장 실험뿐만이 아니라, 전반적인 실험교제가 한 chapter에서 너무 많은 잔잔한 실험을 지시하고 있는 것 같다. 이제까지 중학교나 고등학교에서도 한두번쯤은 해본 기초적인 실험 내용도 다수 있고, 굳이 해보지 않아도 알 수 있는 내용들 또한 실험내용으로 집어넣어 정작 이제까지 잘 접해보지 못한 실험이나, 측정이 잘 되지 않고 어려운 실험에서 시간을 많이 투자하지 못하는 일이 발생한다. 실험이란 것이 이론적으로 배운 것을 직접 확인해 보면서 그 현상을 이해하고 배우는 점들 또한 무시할 수 없겠지만, 너무나도 당연하고 쉬운 것은 생략하고 굵직한 중요한 실험들만 추려서 심도 있는 실험을 했으면 하는 바람도 든다. 가령, 니크롬이나 구리의 비저항값을 측정하는데 있어 오차를 줄이는 것이 설험의 성패의 관건이 되는데 너무 많은 양이 잔잔한 실험을 해야하다 보니깐 다양한 방법으로 접근하여 여러차례 오차를 줄이기 위한 시도를 해보고 싶지만 시간이 한정되어 있어 적당히 하고 그냥 넘어가고, 또 다른 실험도 이런식으로 대충 넘어가서 전체적으로 실험이 엉성해지는 느낌이 든다.
그리고 본 교제에서 대부분의 회로를 구성할 때 정확한 전압이나 저항값을 주지 않고 그 형태만 주고 나머지는 각자가 적당한 값으로 실험을 지시할 경우가 많다. 이런 것은 학생들이 회로를 설계할 때 여러 가지를 고려하게 만듦으로서 창조적인 사고를 할 수 있게 도와주어 좋은 것 같다. 하지만 이 또한 역시 너무 많은 실험을 지시함으로써 깊이 생각해 보고 결정한 수치로 실험을 해야하는데 그렇지 못한 경우가 발생하여 실험 자체가 엉망이 되는 경우도 종종 발생한다. 또는 대부분은 아직 1학년 학생이라 아무 영문도 모르고 그냥 하라는 대로 따라하는 경우도 있어 저자의 의도를 무색하게 만든다. 예를 들면, 가변저항으로 도통테스터기의 소리의 크기를 조절하는 실험은 개인적으로 생각할 때 참신한 실험인데 가변저항으로 도통테스터기의 동작을 완전히 정지할 수 있는 이유를 실험 할 당시 완전히 이해하고 넘어간 학생이 몇 명이나 될지 의문이다. 본인 또한 변명 같지만 실험한 내용들이 워낙 많아서 그 내용을 이해는 했지만 정리하여 보고서에 올리지 못했다.
아무튼 너무 많은 실험 내용들로 인하여 하나하나의 실험에 집중하지 못하는 점들이 너무나 아쉽다.

키워드

옴의 법칙,   KCL,   저항과 저항회로