[A+] 최대전력전달조건 실험 보고서 레포트

소개글

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목차

Ⅰ. 세부실험 5-1: 부하저항에 전달되는 전압
1. 내부저항과 부하저항으로 회로구성
2. 부하저항 크기에 따른 전압측정
3. 실험 결과
4. 실험 검토

Ⅱ. 세부실험 5-2: 부하저항에 전달되는 전류
1. 전류측정 준비
2. 부하저항 크기에 따른 전류측정
3. 실험 결과
4. 실험 검토

본문내용

고 부하저항으로는 가변저항(최대 10kΩ)을 사용한다. 가변저항 값을 조절하면서 전체회로로 흐르는 전류를 측정해본다.
2.그림과 같이 저항을 통해 흐르는 전류를 측정할 수 있도록 점퍼를 미리 연결해둔다.
가변저항의 상단 다이얼을 가장 왼쪽으로 돌리지 않도록 주의하며 이를 방지하기 위해 가변저항에 적당한 저항을 직렬로 연결해두는 것도 좋다.
부하저항 크기에 따른 전류측정
부하저항의 크기를 조절하면서 부하저항으로 흐르는 전류를 측정해본다. 부하저항에 더 큰 전류를 전달하기 위해서는 부하저항의 크기를 줄여야 하지만 부하저항 양단에 인가되는 전압이 줄어들게 된다. 따라서 전류와 전압의 곱을 극대화하기 위해서 내부저항과 부하저항 크기의 비가 중요하며 어떻게 조절해야 하는지 생각해보고 실험을 통해 최적 값을 찾아본다.
1.멀티미터를 전류측정모드로 전환한다.
2.전원공급기 출력 5V를 브레드보드에 공급한다.
3.내부저항으로 1kΩ을 사용한다. 부하저항 값을 조절하면서 저항을 통해 흐르는 전류를 측정해본다.
4.그림에서는 부하저항 값이 1kΩ로 설정되어 전체 저항을 통해 흐르는 전류가 5V/2kΩ=2.5mA로 측정된다. 부하저항 크기와 전류 및 전압과의 관계에 대해 생각해보고 전압x전류 값이 극대화되기 위한 부하저항의 크기를 실험을 통해 찾아본다.
부하 저항이 커질수록 전체 전류는 작아진다. 하지만 부하저항이 커지는 양보다 전류 감소폭이 더 작기 때문에 최종적으로 V=I x R을 통한 부하저항 양단 전압이 커진다. 그리고 최종적으로 V x I 곱이 최대로 되기 위해서는 RL을 가변시킴에 따라 전압 증가와 전류 감소가 되며 V x I가 가장 큰 값을 결정하는 RL값을 정할 수 있을 것이다. 즉 전력 값이 최대가 되기 위한 부하저항 값의 조건을 내부저항 값과의 관계로 해석해보자.
실험 결과: 가변저항 값이 100Ω일 때 전류는 4.67mA, 200Ω일 때 전류는 4.31mA, 600Ω일 때 전류는 3.24mA, 800Ω일 때 전류는 2.83mA, 1kΩ일 때 전류는 2.44mA, 2kΩ일 때 전류는 1.66mA, 4kΩ일 때 전류는 1.01mA, 8kΩ일 때 전류는 0.55mA가 측정된다.
실험 검토: 가변저항 값이 커질수록 전류는 작게 측정된다는 것을 알게되었다.
※ 추가 사항 ※
위의 그래프는 저항에 따른 전력값인데, 이 그래프에서 최대 전력값을 구하자면 1kΩ과 2kΩ 사이에 극값이 존재하므로 이 때 최댓값이 생긴다.

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