전자기학 실험 < NI ELVIS 작업환경 예비 + 결과 레포트 >

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전자기학 실험 < NI ELVIS 작업환경 예비 + 결과 레포트 >에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목적
2. 실험원리
3. 기구및 장치
4. 실험 방법
5. 실험시 주의사항
6. 결과
7. 분석
8. 고찰및 개선사항
* 참고문헌

본문내용

0.99F
4.9385V
3.3928V
오차(%)
0.3%
0.2%
0.2%
1%
1.23%
1.3%
실제 저항의 이론값으로부터 계산한 전압과 에서 측정한 저항의 값으로 계산한 전압을 비교해본 결과 1.3%의 오차가 생겼지만 거의 비슷한 결과를 얻을 수 있었다.
이론 값
실험 값
Experiment 3. 전류를 측정하기 위한 DMM의 사용
이론 값
측정 값
오차
I
1.00156A
(1.56mA)
1.00141A
(1.41mA)
9.76%
이론 값
R2[]
I
이론 값
2.2000k
5.000V
3.4375V
1.00156A
(1.56mA)
측정 값
2.1956k
4.9385V
3.3928V
1.00141A
(1.41mA)
오차(%)
0.2%
1.23%
1.3%
9.76%
이론상 주어진 전압과 저항을 이용하여 이론 값 I를 구하고, 직접 측정한 I를 비교하여 본 결과 9.76%의 오차가 발생했다.
Experiment 4 & 5 RC과도응답 회로의 전압 현상 관찰 & RC과도 회로 전압 보여주기
Lap VIEW 프런트패널
위의 그래프를 보면 의 정상상태 값에 도달하는데 걸리는 시간이 약 5초 가 걸린다는 것을 알 수있다.
(250-198)(0.1*초)=5.2초
Time
( 0.1 * 초)
Capacitor Voltage ( V )
Time
( 0.1 * 초)
Capacitor Voltage ( V )
Time
( 0.1 * 초)
Capacitor Voltage (V )
199
0
214
4.3
257
1.8
200
0.3
215
4.4
258
1.6
201
0.9
216~217
4.5
259
1.4
202
1.4
218~219
4.6
260
1.2
203
1.9
220~222
4.7
261
1.1
204
2.3
223~226
4.8
262
0.9
205
2.6
227~235
4.9
263
0.8
206
2.9
236~249
5
264
0.7
207
3.2
250
4.6
265~266
0.6
208
3.4
251
4.1
267
0.5
209
3.6
252
3.5
268~269
0.4
210
3.8
253
3.1
270~272
0.3
211
3.9
254
2.7
273~276
0.2
212
4.1
255
2.4
277~285
0.1
213
4.2
256
2.1
286~
0
축전기의 최대 전하 평형 값의 약 63.2%가 1.85V이다. 위의 표를 살펴보면 정확 하지는 않지만 비슷하게 축전기가 1.8V로 방전 되었을 때의 걸린 시간이 0.8초로 측정되었다.
*반감기 구하기
충전시 전압
방전시 전압
반감기
8. 고찰 및 개선사항
“NI ELVIS 작업환경”실험은 NI ELVIS (National Instruments Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite)을 사용하여 저항, 커패시터 등 실험에 사용되는 재료들의 이론값이 아닌 실제 오차를 포함한 값을 측정해보고, 그 값들로부터 전압, 전류를 측정하여 이론상으로 계산된 값들과 비교해봄과 동시에 옴의 법칙을 확인하고 시상수를 알아보는 실험 이었다. 또한, 그동안 실험을 위해 배워왔던 “Lap VIEW”를 사용하여 데이터 값을 편하고 정확하게 확인해 보는 실험 이었다.
“Experiment 1” 의 실험에서는 디지털 저항기 DMM , 디지털 커패시터 측정기 DMM을 사용하여 세 가지의 저항과 커패시터의 값을 각각 측정하였다. 측정 결과 저항의 경우 0.5%이내의 오차가 생겼고, 커패시터의 경우 1%의 오차가 생겼다. 저항과 커패시터 모두 이론값과 매우 근사한 값이 나왔지만, 조금이나마 오차가 생긴 이유로는 사람이 직접 실험 재료들을 손으로 들고 측정하였으며, 주변 환경의 영향 등으로 인하여 약간의 오차가 생겼다.
“Experiment 2” 의 실험과 “Experiment 3”의 실험에서는 앞 실험에서 측정한 재료 (저항)의 값을 통해 전압과 전류를 측정하여 이론값과 비교해 보는 실험이었고, 비교 결과 전압은 1.3% 전류는 9.76%의 작은 오차가 생겼다. 이로서 옴의 법칙을 직접 실험을 통해 확인 하게 되었다. 오차의 원인을 살펴보면 일단 사람이 직접 했다는 점과 앞 실험에서 확인한 저항들의 이론값과의 오차로 인한 점, 마지막으로 이상적인 기전력 장치는 내부 저항이 0인 장치이지만 실제로 NI ELVIS 회로 자체에서 생기는 내부 저항이 0이 아니었기에 오차의 원인이 되었다고 할 수 있다. 이로서 전하가 전선을 지날 때 생기는 저항과 높은 전류가 흘렀을 때 열이 발생하여 생기는 저항을 무시할 수 없음을 알 수 있었다. 이번 실험에서 한 가지 주의해야 할 점으로는 반드시 앞선 실험에서 사용한 저항들을 가지고 해야 한다는 점이다. 각 저항들마다 이론상으로는 같은 값을 가질지라도 직접 측정해보면 약간의 오차들이 생기기 때문에 앞선 실험에서 사용한 저항이 아닌 다른 저항으로 측정을 할 경우 잘못된 값을 얻게 된다.
“Experiment 4”실험은 축전기가 63.2%로 방전 될 때 시간을 측정하여 시상수를 알아보는 실험이었으나, 측정하지는 못하였으나, “Experiment 5”의 실험을 통해 얻은 데이터를 이용하여 짐작을 할 수는 있었다. 본래 사용된 축전기의 63.2%는 1.85V 이지만 정확한 1.85V는 얻지 못하고“Experiment 5” Lap VIEW 프런트패널을 이용하여 1.8V일 때의 시간이 0.8초임을 알 수 있었다. 또한 Lap VIEW 프런트패널을 통해 의 정상상태 값에 도달하는데 걸리는 시간이 약 5초 가 걸린다는 것을 알 수 있었고, 그래프의 모양이 지수함수의 그래프와 유사하다는 것을 확인 할 수 있었다.
이번 실험은 비교적 간단한 실험이었기 때문에, 실험값들도 이론과 거의 비슷한 값을 얻을 수 있었으며, 이로서 실험 전 얻으려던 실험목적을 완벽히 얻을 수 있었기에 많은 개선 사항은 없지만, 이론을 완벽히 이해하고 실험에 참여하여 반감기 를 직접 실험을 통해 계산할 수 있다면 완벽한 실험 이 될 것 같다.
* 참고 문헌
-임헌찬 외, 전기전자기초실험, 복두출판사, 2002.
-네이버 두산백과사전.

키워드

키르히호프 법칙,   전자기학 실험,   NI ELVIS 작업환경,   예비레포트,   NI ELVIS,   실험결과