[전기전자 실험] 옴의 법칙 실험

소개글

[전기전자 실험] 옴의 법칙 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 및 강의내용
1) 실험주제
2) 실험내용

2. 배경지식
1) 전압/전류/저항
2) 탄소피막저항기 색띠(Color code) 읽는 법
3) 브래드보드와 만능기판
4) 전원공급기 XDL 35-TP와 디지털멀티미터 8808A

3. Pspice를 활용한 모의실험 및 분석

4. 실험 관련 안전사항

5. 참고 자료

6. 실험결과 및 결과분석
실습 1) 저항 값 측정
실습 2) 전압과 전류 측정
실습 3) 만능기판 구성
4) 발전 및 토의

본문내용

4
-1.68
-4.25
-2.03
-20.93
오차율
-1.74%
-0.84%
-1.288%
-0.432%
-2.093%
4선저항 측정법
1차
98.10
198.22
325.51
468.10
978.88
2차
98.09
198.24
325.49
468.12
978.92
3차
98.13
198.25
325.48
468.09
978.91
평균값
98.11
198.24
325.49
468.10
978.90
오차
-1.89
-1.76
-4.51
-1.90
-21.10
오차율
-1.89%
-0.88%
-1.367%
-0.404%
-2.11%
측정법
저항 차수
2k2Ω
22kΩ
470kΩ
비고
2선저항 측정법
1차
2.1763
21.590
468.63
단위 : kΩ
2차
2.1765
21.588
468.10
3차
2.1722
21.592
468.09
평균값
2.1750
21.590
468.27
오차
-0.0250
-0.410
-1.73
오차율
-1.136%
-1.864%
-0.368%
4선저항 측정법
1차
2.1759
21.585
467.73
2차
2.1755
21.589
467.71
3차
2.1762
21.591
467.68
평균값
2.1758
21.588
467.71
오차
-0.0242
-0.412
-2.29
오차율
-1.1%
-1.873%
-0.487%
오차율을 구하기 위하여 (오차율) = (%) 식을 이용하였다.
실험의 모든 오차율이 5%의 범위를 넘지 않으므로 위 실험은 신뢰 할 수 있는 실험이라고 할 수 있다.
또한 이론상 2선저항측정법보다 4선저항측정법이 정확해야하지만 오차율을 비교할 때, 평균적으로 4선저항의 오차율이 2선저항의 오차율보다 큼을 알 수 있다.
이러한 오차에 대한 원인으로는
저항 자체의 오차
멀티미터의 캘리브레이션(영점조정) 미수행으로 인한 오차
프로브와 멀티미터 내부의 저항으로 인한 오차
온도변화에 의한 오차
등을 들 수 있다.
실습 2) 전압과 전류 측정
<회로 1> 최대허용전류 100mA, 출력전압 3.3V로 설정
저항
R1
R2
R3
전압(v)
1차
0.52040
1.05110
1.72668
2차
0.52040
1.05114
1.72669
3차
0.52027
1.05103
1.72626
평균값
0.52036
1.05109
1.72654
전류(mA)
1차
5.2849
5.2855
5.2849
2차
5.2844
5.2851
5.2791
3차
5.2847
5.2840
5.2812
평균값
5.2847
5.2849
5.2817
<전류>
R1
R2
R3
단위
모의실험값
5.238
5.238
5.238
mA
측정값
5.2847
5.2849
5.2817
오차
0.0467
0.0469
0.0437
오차율
0.892%
0.895%
0.834%
R1
R2
R3
단위
모의실험값
0.524
1.047
1.729
V
측정값
0.52036
1.05109
1.72654
오차
-0.00364
0.00409
-0.00246
오차율
-0.695%
0.391%
-0.142%
<전압>
<회로 2> 최대허용전류 150mA, 출력전압 5V로 설정
저항
R1
R2
R3
전압(v)
1차
5.0462
5.0464
5.0462
2차
5.0464
5.0466
5.0466
3차
5.0464
5.0464
5.0465
평균값
5.0463
5.0465
5.0464
전류(mA)
1차
10.4777
4.9633
2.2347
2차
10.6415
4.9742
2.2427
3차
10.6648
5.0456
2.2785
평균값
10.5947
4.9944
2.2520
<전류>
R1
R2
R3
단위
모의실험값
10.64
5.000
2.273
mA
측정값
10.5947
4.9944
2.2520
오차
-0.0453
-0.0056
-0.0210
오차율
-0.426%
-0.112%
-0.924%
<전압>
R1
R2
R3
단위
모의실험값
5
5
5
V
측정값
5.0463
5.0465
5.0464
오차
0.0463
0.0465
0.0464
오차율
0.926%
0.93%
0.928%
오차율을 구하기 위하여 (오차율) = (%) 식을 이용하였다. 두 실험 모두 오차율이 0.1%이내이기 때문에 모의실험값을 잘 만족하므로 신뢰도가 아주 높다고 할 수 있다.
모의실험값과 측정값이 다른 원인으로는
1. 저항값 오차의 영향
2. 멀티미터의 캘리브레이션(영점조정) 미수행으로 인한 오차
3. 프로브와 멀티미터 내부의 저항으로 인한 오차
4. 온도변화에 의한 오차
5. 전원공급기의 미세저항
등이 있다.
실습 3) 만능기판 구성
<회로 1>
I
R
모의실험값
5.238mA
630Ω
측정값
5.2856mA
620.62Ω
오차
0.0476mA
-9.38Ω
오차율
0.909%
-1.489%
최대허용전류 100mA, 출력전압 3.3V로 설정
※회로 전체의 측정 결과값임
<회로 2>
I
R
모의실험값
17.913mA
약(280Ω)
측정값
18mA
276.20Ω
오차
0.087mA
-3.80Ω
오차율
0.486%
-1.357%
최대허용전류 150mA, 출력전압 5V로 설정
※회로 전체의 측정 결과값임
오차율을 구하기 위하여 (오차율) = (%) 식을 이용하였다. 두 실험 모두 오차율이 1.5%이내이기 때문에 모의실험값을 만족하므로 신뢰도가 높다고 할 수 있다.
모의실험값과 측정값이 다른 원인으로는
1. 저항값 오차의 영향
2. 멀티미터의 캘리브레이션(영점조정) 미수행으로 인한 오차
3. 프로브와 멀티미터 내부의 저항으로 인한 오차
4. 온도변화에 의한 오차
5. 전원공급기의 미세저항
등이 있다.
4) 발전 및 토의
이번 실험을 하면서 브래드보드와 만능기판에 회로를 구성할 때와 저항값의 색띠를 촬영하지 않아 결과보고서를 쓸 때 부족한 점이 있었다. 앞으로 실험할 시에는 진행과정의 효과적인 설명을 위해 사진을 준비해야 할 것이다.
또한 예비보고서에 대한 충분한 숙지와 혹시 빠져 있을 수 있는 내용에 대비하여 다른 조의 예비보고서를 읽는 준비도 수반되어야 할 것이다.
실험을 수행하면서 각 저항의 전압값 및 전류값을 측정에 문제가 발생하여, 납땜을 여러 번 반복하였지만 그 과정을 통해 회로의 구조와 그 검증을 위한 설계요소를 고려하는 방법을 깨닫게 되었다.

키워드

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