[전기기기 및 실험] 전기회로에서 저항의 연결

소개글

[전기기기 및 실험] 전기회로에서 저항의 연결에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 장비 및 부품

3. 준비지식
1) 옴의 법칙이란?
2) 저항이 직렬 또는 병렬로 연결될 경우 합성 저항을 어떻게 구하는가?
3) 전압분배칙과 전류분배칙은 무엇인가?
4) KCL과 KVL이란?

4. 실험
(1) 옴의 법칙 실험
(2) 저항의 직렬 및 병렬 연결일 경우 합성 저항 실험
(3) KVL 법칙 실험
(4) KCL 법칙 실험

5. 고찰

6. 실험후기

본문내용

하는 실험을 하였다. 두 번째 실험에서도 역시 V=IR을 통하여 각각의 관계를 알 수 있눈데 전압이 일정할 때 저항이 증가 하게 되면 이에 반비례하여 전류는 감소해야 한다. 측정값 또한 그러한 결과를 가지고 왔지만 역시 오차가 조금씩 있는 것은 어쩔 수가 없었다. 다만 저항을 50으로 사용하였을 때 오차가 0인 모습을 보여 실험을 성공적으로 하고 있다는 사실을 알 수 있었다. 또한 저항이 비례적으로 떨어 진 것은 아니나 확실히 저항이 증가함에 따라 전류의 값이 떨어지는 것을 관측하고 기록할 수 있었다. 오차는 -3,35%~2%까지 나왔는데 그리 크지 않았고 회로도도 쉽게 이해가 되어 쉽게 계산 값을 구하고 오차를 구했던 것 같다. 다음 실험은 저항을 직렬과 병렬로 연결하였을 때 이에 따른 전류의 값 측정이었다. 직렬 회로에서의 저항은 저항의 개수가 증가할수록 저항의 크기 또한 커지므로 이에 따른 전류의 값은 V=IR에 의해서 더욱더 작아지게 된다. 이번 실험은 측정한 저항 값보다 계산한 저항 값이 모두 조금씩 적게 나왔다. 오차 범위는 0.47%~3.34%로 비교적 작은 수치가 나왔지만 전체적으로 낮은 값을 보이는 것을 보아 이것 역시 전선에서의 저항 때문이 아닐까 하는 생각을 해보았다. 다음으로 병렬로 저항을 연결하여 이에 따른 전류의 값을 측정해 보는 실험인데 V=IR에 의해서 전압이 일정할 때 저항의 값이 작아지면 전류의 값은 커지게 된다는 것을 보여주는 실험이다. 병렬에서는 저항의 개수가 증가 할수록 합성저항의 값은 줄어들기 때문에 이러한 결과가 나오게 되는데 이번실험이 우리조의 실험 중에 가장 큰 오차들이 나왔었다. 오차가 -8.10%~5.04%까지 다양하게 나왔는데, 각각의 저항의 값이 측정값이랑 다를 수도 있고, 전류의 값을 나타내는 계기판이 조금씩이지만 차이를 보였기 때문에 약간씩 다른 값이 측정 되었다고 생각도 들었다. 아무래도 사람의 눈으로 측정하다보니 눈금만으로 정확한 값을 읽을 수 없었기 때문에 오차가 많이 난 것 같았다. 그 다음 실험은 KVL실험으로 직렬 회로에서 저항을 직렬로 연결하고, 전류는 항상 일정하다는 것을 알아 볼 수 있는 실험이다. 이번 실험에서는 회로가 비교적 복잡할뿐더러 사용되는 선도 많고, 전압계와 전류계설치도 쉽지 않기 때문에 시간이 많이 필요하게 되는 실험이었다. 처음에는 회로도를 이해하지 못하여서 힘들기도 하였고 선도 복잡하게 들어가서 여기가 여기가 맞는지 헷갈리기도 하였다. 전압V0=6V으로 일정하게하고, 첫번째 실험에서는 R1, R2=2.2Ω로 같게 두고 실험을 하였고, 두번째에는 R1=2.2Ω, R2=4Ω으로 하여 측정하였다. 측정된 전압 값이 V1은 3.4V, V2는 3.2V로 나왔다. 합성 저항 값은 6.6V가 나왔고, 전압분배칙을 다시 사용하여 각각의 전압을 구해보니 각각3.3V로 나와야하는데 어디서 잘못해서 그런지는 몰라도 값이 조금 틀리게 나왔다. 아무래도 들어간 전선의 수 차이 때문이 아닐까 하는 생각이 들고 저항의 비가 같기 때문에 이에 따른 각 저항에 걸리는 전압이 같을거라고 생각하고 있었다가 당황하기도 했다. 그리고 각각의 전압이 같기 때문에 회로에 흐르는 전류는 항상 일정하다는 것을 알 수 있는데 이로써 KVL법칙을 실험으로 증명해 보일 수 있다. 마지막으로 KCL법칙 실험을 하였는데 KCL법칙은 전압은 항상 일정하다는 것을 볼 수 있는 법칙이다. 이번 회로는 기본 회로도 상으로는 무지 간단해 보이는데 병렬인데다가 전류계에 전선이 많이 들어가서 헷갈리는 회로도 였던 것 같다. 각 저항을 병렬로 연결한 다음 각 저항에 전류계를 연결하고 각 저항에 걸리는 전류를 측정하여 값을 기록하였다. 각각의 전류는 0.65, 0.92A 가 나왔으며 그러므로 합성 전류는 1.57A가 된다. 그리고 각각의 저항에 걸리는 전류를 분배법칙을 이용해 계산하니 0.628, 0.942A의 계산 결과가 나왔으며, 측정 전류와 또 조금씩 다른 결과를 보여 주었다. 하지만 전류는 각 저항의 비에 따라 다른 값을 가져 왔으며, 병렬에서는 전압은 항상 일정하다는 결론을 얻을 수 있었다. 그렇게 KCL법칙을 실험으로 증명해 보일 수 있다.
6. 실험후기
처음 실험할 때 먼저 빨리하고 끝내겠다는 생각으로 달려들었는데 같이 하는 조에 밀려 뒤편으로 물러나 있어야 했다. 우리 조는 운이 없는지 모든 실험에 다른 조랑 같이 하였고 보통 뒤에 하는 편이라 많이 기다리고 실험을 했었다. 이번실험에도 그러니 조금 짜증은 낫었지만 그 조에는 그 전날 기초공학 실험에서 똑같은 실험을 해보고 온 인원들이 있었고 무리 없이 빠른 속도로 할 수 있다고 하길래 양보했었다. 우리 조에도 우봉이가 그 실험을 듣기는 했는데 6주전이라 기억을 잘하지 못하였고 조금은 애매한 상태에서 시작하였으나 별로 걱정하지는 않았다. 우리 조원들이 워낙 전선 연결을 잘했었고 3번 실험과 4번 실험할 때도 엄청난 속도로 했었기에 자신만만해있었다. 한 시간 조금 넘게 기다려 실험을 하게 되었을때 역시 전선 연결이라 무지 빠른 속도로 하게 되었는데 갑자기 KVL실험을 할 때 전압이 올라가지 않는 것이었다. 전선 회로도가 잘못되었는가 서너번 확인도 해보고 안되서 1번 회로도까지 다시 만들었으나 되지 않아 조교님한테 찾아가서 확인을 부탁했었는데 처음 멀티미터를 잴때엔 이상이 없다고 하시고 다시 한번 실험해보고 말하라고 하시기에 1번 회로도를 다시 만들었더니 역시나 되지 않았다. 그때 다시 재어보니 휴즈가 나갔다고 갈아주시고 왜 휴즈가 나가는지에 대하여 말씀해주셨는데 아무리 생각해도 전선을 잘못 연결한 적이 없어서 조금 억울했었다. 그때부턴 조금 소심해져서 회로도를 다 만든 다음 검사 맞고 스위치를 켜는 모습까지 보이다가 결국 실험을 마칠 수가 있었다. 휴즈 때문에 약간 늦게 마치기는 하였지만 그래도 역시 빠른 속도로 실험을 할 수 있었고 나름 재미있게 실험했었던 것 같다. 다음에 실험할 때는 우리조만 따로 하던지 먼저 하였으면 하는 생각이 들기도 했다. 이번 실험으로 인해 휴즈도 볼 수 있었고, 물리시간 때 배웠던 키르히호프의 법칙을 증명 할 수 있는 실험들도 해보아서 좋았던 것 같다.

키워드

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