[자연과학] 옴의 법칙 [전류, 전압 측정]

1. 주 제

옴의 법칙 (전류?전압 측정)

2. 목 적

저항체와 기전력으로 구성된 회로에 걸리는 전압과 이 회로에 흐르는 전류를 전압계와 전류게로 측정하여 옴의 법칙과 키르히호프의 법칙을 확인한 후 저항을 구하고 저항 색코드를 익힌다.

3. 관련이론

옴의 법칙

1826년 G.S.옴이 발견한 물리학의 기본법칙의 하나이다. 전위차를 V, 전류의 세기를 I, 전기저항을 R라 하면, V〓IR의 관계가 성립한다. 균일한 크기의 물질에서 R는 길이 l에 비례하고 단면적 A에 반비례하며 R〓ρl/A이다. 여기서 ρ는 물질 고유의 상수이며 비저항이라 한다(ρ의 역수 σ는 전도율). 등방성(等方性) 물질에서는 전류의 방향과 전기장의 방향이 일치하므로 벡터 형식으로 i〓σE라 쓸 수 있다. 비등방성 물질이나 외부자기장 등이 있는 물질에서는 일반적으로σ는 텐서량이 되며, 그 성분은 미시적 구조 및 외부장(外部場) 세기에 의해 결정된다. 이로부터 회로에 관한 키르히호프의 법칙이나 콘덴서와 인덕턴스를 포함한 교류회로의 기초방정식을 유도할 수 있다. 접촉저항 ·광석검파기 ·금속정류기 ·2극진공관 ·트랜지스터 등의 회로요소는 이 법칙을 따르지 않는다.
어느 저항체에 걸리는 전압 V와 이에 흐르는 전류 I 사이에는 다음과 같은 식이 성립한다. 즉 전류 I는 가해준 전압 V에 비례한다.
V〓RI…(1)
여기에서 R은 그 저항체의 저항이다.
여기서 저항은 직렬 연결법과 병렬 연결법이 있다.
직렬 연결에서
Rs〓R1+R2+R3+…(2)
병렬 연결에서
1/Rs 〓 1/R₁+1/R₂+1/R₃+…(3)
여기에서 I〓Δq/Δt 이므로 그 단위는 [coul/sec]〓[ampere]이고, V〓W/q 이므로 그 단위는 [jo…

4 . Materials

5 . Method

(가) 저항전류 특성의 측정

(2) 레오스타트 저항기 Rs의 슬립판을 전압계 V의 지시가 영으로 된 위치에 조정하고, R[kΩ]을 최대의 위치로 해 둔다.

(3) 스위치 S를 닫고, V의 지시를 점차 증가시켜, 일정전압 V1[V]로 되도록 Rs를 조정한다. 이때 전류계mA의 지시 I[mA]를 읽는다.

(4) 일정전압 V1[V]로 유지하고, R(kΩ)를 조금씩 감소시키면서, 그때 그때의 전류계 I[mA]의 지시를 읽는다

(5) 일정전압 V1[V] 일정 대신에 V2[V], V3[V]………일정으로 바꾸어, (2), (3), (4)의 요령으로 각 전압에서의 R[kΩ]와 I[mA]와의 관계를 기록한다.