[자연과학]일반물리학 실험 - 키로히호프의 법칙 실험

키로히호프의 법칙 실험 1. 목적 복잡한 회로를 구성하여 그 회로에 흐르는 미지 전류를 측정하고, 이 결과를 회로에 키르히호프의 법칙을 적용하여 구한 전류 값과 비교하여 본다. 그리고 그 과정으로부터 키르히호프의 법칙을 이해한다. 2. 기본원리 [1] 키르히호프의 법칙 제 1법칙 : 어떤 회로에서 임의의 분기점 (갈림점)으로 흘러들어가는 전류의 양은 그 분기점에서 흘러 나오는 전류의 양과 같다. 즉, Σ I 〓 0 이다. 제 2법칙 : 어떤 회로내의 임의의 닫힌 경로를 따라서 겪게 되는 전압강하의 합은 회로내의 기전력의 합과 같아야 한다. 즉, Σ V 〓 0 이다. [2] 키르히호프 법칙을 적용한 회로망의 해석 - 각 분기점에 흐르는 전류의 계산 (i) 제 1법칙인 분기점의 법칙을 적용하기 위해서는 먼저, 회로의 분기점에서 전류의 기호 와 방향을 정의해야 한다. 만일, 전류의 방향을 잘못 예상했다고 하더라도 문제될 것 은 없다. 실제 전류가 예상한 방향과는 반대방향으로 흐른다면, 키르히호프의 법칙을 적용한 마지막 결과에서 전류는 음의 값으로 나온다. 하지만, 그 크기는 정확하다. (ii) 제 2법칙인 폐회로의 법칙을 적용하기 위해서는 먼저, 임의의 폐회로에 대하여 고리 (Loop)의 회전방향(시계방향 또는 반시계 방향)을 선택한다. 그리고 이 고리의 회전 방향을 따라가며 각 회로소자에서의 퍼텐셜의 변화(전압)를 기록한다. 3. 결과 [1]실험값 (1)회로 1 ◑ 저항의 측정값 저항 R1 R2 R3 R4 R5 측정값 100 200 100 100 100 ◑ 전지의 전압 측정값 전지 ε1 ε2 ε3 측정값(V) 1.5 3 6.5 ◑ 회로에 흐르는 전류의 측정값과 이론값 전류 측정값 이론값 오차 I1 -10.77 -10.8 0.278% I2 3 3.3333 10% I3 -13.6 -14.1663 3.9975%
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