전자전기실험(저항, 전압, 전류의 측정)

소개글

전자전기실험(저항, 전압, 전류의 측정)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

구 분
저항측정범위
DMM1
DMM2
20MΩ
0.009kΩ
0.001V
2,000kΩ
9.8kΩ
0.01V
200kΩ
9.88kΩ
0.0988V
20kΩ
9.881kΩ
0.9875V
4. 결과 및 분석
4.1 실험 3.1, 3.2의 실제 측정 회로를 그리고, 자신이 설계한 회로와 차이가 있다면 그 차이를 분석하라. 실험 결과를 히스토그램으로 그리고 표준편차를 구하라. 실험결과를 분석하라, 예를 들어 저항에 표시된 오차를 벗어난 것이 있다면 전체저항중 몇 %인가? 예상 분포와 어떤 차이가 있는가? 차이가 있다면 그이유는 무엇이라 생각되는가? 병렬저항에 대해서도 같은 분석을 하라, 병렬연결하면 그 이유는 무엇이라 생각되는가? 병렬저항에 대해서도 같은 분석을 하라. 병렬연결하면 표준편차가 작아지는가, 변화가 없는가?
※ DMM 의 저항 측정 회로도
※ 직열 연결 히스토그램
→ 저항값의 평균 m= 9.86kΩ 이므로
표준편차 σ = =
※병렬 연결 히스토그램
→ 저항값의 평균 m= 4.93kΩ
표준편차 σ = =
실험결과가 예상보다 작게 나온이유는 전선 내부저항과 또한 다른 이유때문일 것이다.
저항의 오차범위는 20%이므로 오차를 벗어난 저항은 없다.
병렬 연결했을 경우 표준편차가 더 적게 나왔다.
4.2 실험 3.3의 결과로부터 각 단자 사이의 저항값은 어떤 관계를 가지고 있는지 설명하라.
※ 가변저항의 측정
→ 먼저 a - c를 측정함으로써 가변저항의 최대저항을 측정할수 있다. 측정 후 a - b단자에 전선을 연결한 후 스위치를 돌려가며 변화된 저항값을 측정할 수 있다. a - b단자에 전선을 연결했을 때 스위치를 오른쪽으로 돌릴수록 저항값은 커진다. 반대로 b - c단자에 전선을 연결했을 경우에는 저항값이 작아지는 것을 볼 수 있다. 또한 스위치가 일정한 점에 있을때 a - b단자의 저항값과 b - c단자의 저항값의 합은 최대 저항에 근접하다는 것도 알 수 있다.
4.3 실험 3.6에서 실제 측정 회로를 그리고, 자신이 설계한 회로와 차이가 있다면 그 차이를 분석하라. 전류와 전압은 Ohm의 법칙을 만족하는가? 계산값과 실험값의 오차(%)는 얼마인가? 오차의 원인은 무엇이라 생각되는가? 저항의 오차 범위 내에 있는가? 저항을 정확히 측정한다면 오차를 얼마나 줄일 수 있겠는가?
→ Ohm의 법칙에 따르면 저항에 흐르는 전류는 I=V/R=0.5mA이다. 계산값과 실험값의 차이는 0.001mA 이므로 오차는 , 0.2%이다. 오차가 일어나는 이유는 전선과 DMM에서 약간의 저항이 걸리기 때문일 것이다. 오차범위인 20%내에 포함되므로 범위내에 존재한다
4.4 실험 3.7에서 실제 측정회로를 그리고 자신이 설계한 회로와 차이가 있다면 그 차이를 분석하라. 전류와 전압은 Ohm의 법칙을 만족하는가? 예상값, 실험값, 오차(%)를 표로 만들어 정리하라. 오차의 원인은 무엇이라고 생각되는가? KVL과 KCL이 성립하는가? 정확도와 오차의 원인을 분석하라.
※ 회로도
※ 저항에 걸리는 전압 측정
구 분
예상값
실험값
오 차
구 분
예상값
실험값
오 차
A
2V
1.965V
1.75%
A
0.4mA
0.386mA
3.5%
B
2V
1.964V
1.8%
B
0.2mA
0.199mA
0.5%
C
3V
2.984V
0.53%
C
0.6mA
0.584mA
0.26%
→ Ohm의 법칙에 어느정도 만족한다. 오차의 원인은 전선 내부의 저항때문일 것이다. 저항의 오차의 범위인 20%범위 내에 있다.
KVL : -5V+2V+3V=0을 만족해야 한다. 하지만 1.964V+2.984V-5V=-0.052V
KCL : -0.6mA+0.2mA+0.4mA=0을 만족해야 한다. 하지만 -0.584mA+0.199mA+
0.386mA=0.001mA
오차의 원인은 전선 내부저항 및 DMM내부의 저항 때문에 일어났을 것이다.
5. 검토 및 결론
실험이 잘 되었는가? 잘 되었다면 그 근거는 무엇이며 잘 안되었다면 그 이유는 무엇인지를 기술하라. 이 실험을 통해 무엇을 배웠는가?
→ 전반적으로 실험은 잘 이루어 졌다. 대부분 오차가 5%를 넘지 않았고 예상 회로도와 실제 회로도가 일치하였다. 이 실험을 통해서 저항값과 전압, 전류값을 측정하는 법을 배웠고 이론값과 실제 측정값에는 조금의 오차가 있었음을 알 수 있었다. 그 이유는 전선 및 DMM내부의 미세한 저항 때문이라는 것도 알 수 있었다. 정확한 실험값을 얻기 위해서는 실험장비를 조심히 다루는것과 실험전에 더욱 치밀한 준비가 필요하다는 것을 느꼈다.

키워드

저항,   전류,   전압,   DMM