기초회로실험(예비+결과) -태브낭 의 정리

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본문내용

정하였다. 이제 측정한 저항 RTH 만큼이 되도록 포탠쇼미터를 조정하여야 한다. 하지만 포탠쇼미터가 없으므로 이와 값이 비슷한 저항으로 대체하였다. 이제 이 저항과 RL를 직렬연결 하여 등가회로를 구성한 후 전원에 연결 하여 VTH만큼의 전원을 공급하여 IL을 측정하였다. 다음으로 RL을 바꾸어 가며 총 세 번의 측정을 하였다.
실험의 결과와 오차는 다음과 같이 나왔다.
VTH(V)
RTH(Ω)
IL(mA)
RL(Ω)
측정치
계산치
오차
(%)
측정치
계산치
오차
(%)
측정치
계산치
원회로와 계산치의
오차
(%)
원회로
태브냉
등가회로
330
3.38
3.382
0.06
802
802.70
0.09
2.90
2.99
2.98
2.7
120
3.38
3.382
0.06
802
802.70
0.09
3.60
3.64
3.66
1.6
990
3.38
3.382
0.06
802
802.70
0.09
1.80
1.88
1.88
4.3
실험결과 등가전압과 등가저항은 오차가 0.06% 0.09%로 매우 작은 수치로 나왔다. 그리고 원회로에서 전류를 측정한 값과 수식을 통해 계산하여 구한결과는 오차가 각각 2.7%, 1.6% 4.3% 로 이 또한 적은 수치로 나왔다.
원래는 802옴의 저항을 등가저항으로 사용하여야 하지만 포탠쇼미터를 사용할 수 없었으므로 비슷한 값인 806옴의 저항을 찾아 등가 저항으로 이용하였다. 이 때문에 태브냉 등가회로로 구성한 실험에서 오차가 생겼을 수도 있다. 이렇게 구성한 태브냉 등가회로의 측정값과 원회로의 측정값을 비교해 보았다.
IL 측정
원회로(mA)
태브냉 등가회로
(mA)
오차
2.90
2.99
3.0%
3.60
3.64
1.1%
1.80
1.88
4.3%
위와 같은 결과로 오차가 매우 적은 수치가 나왔다. 802옴과 806옴의 차이는 0.5%의 오차로 별로 크지 않았기 때문에 오차가 작은 것으로 예상한다.
이번 실험은 상대적으로 오차가 작았던 실험이었지만 오차가 난 이유를 살펴보면 다음과 같은 경우들로 생각 할 수 있다.
첫 번째는 저항소자로 인해 발생한 오차이다. 저번 실험에서도 측정값과 실제 저항값의 차이가 있음을 확인하였는데 이번도 마찬가지이다. 이는 저항소자의 오차범위로 인해 발생한 것으로 생각한다. 다행히 오차의 크기가 크지 않아서 실험에 큰 영향을 주지는 않았다. 그리고 두 번째로는 기기들과 회로의 정확하지 못했던 접촉 때문에 발생한 오차이다. 실험을 하면서 멀티미터로 전류를 측정하거나 전압을 측정할 때 같은 회로임에도 불구하고 측정할 때마다 값이 계속 바뀌었다. 이는 기기와 회로의 정확하지 못한 접촉 때문이라 생각된다. 마지막으로 기기들의 내부저항이다. 즉, DC 전원공급기의 내부저항과 멀티미터의 내부저항 그리고 전선 자체의 내부저항이다. 아주 작은 수치겠지만 이것들도 결과에 영향을 줄 수 있다.
실험을 통해 테브냉의 정리를 이용하여 복잡한 회로망에서 어느 한 부분에 대해서만 전압과 전류에 관심이 있는 경우 다른 부분의 회로의 복잡성을 감소시켜 등가회로를 적용할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

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