[자연과학]일반물리학 실험 - 키리히호프법칙 예비, 결과 보고서

1. 실험 목적

Kirchhoff의 법칙을 이해하고 실제회로에 이를 적용시켜 이론값과 측정값을 비교해 본다.

2. 원리

Kirchhoff의 법칙은 회로망의 전압이나 전류를 결정하는데 쓰이는 중요한 법칙으로서 옴의 법칙과 더불어 많이 쓰이는 법칙이다. 키르히호프의 법칙은 제 1 법칙인 전류법칙과 제 2 법칙인 전압법칙으로 구성된다.

1) 전류의 법칙

- 회로상의 한 교차점(node)에 들어오는 전류의 총합과 나가는 전류의 총합은 같다.
이를 식으로 표현하면 이라고 쓸 수 있다. 이때 한 교차점에 들어오는 전류와 나가는 전류의 부호는 서로 반대로 하여 합한다. 즉 분기점에 들어오는 전류를 +로 놓으면 나가는 전류는 -로 놓는다. 즉 ‘유입전류〓유출전류’이다.
왼쪽 그림은 전류의 흐름이 교차점에 합쳐지는 것을 그린 것이다. 유입전류는 +i1, 유출전류는 -i2 + (-i3)이므로 총i 〓 i1 - i2 - i3 〓 0 이며 i1 〓 i2 + i3와 같이 쓸 수 있다. 이를 통해 교차점에서의 전류의 관계식을 알아낼 수 있다. 실제로는 교차점의 전류의 방향은 알수 없으므로 인의로 분기점에 들어오는 전류와 나가는 전류의 방향을 가정한 후 식을 풀어서 최초 설정한 부호의 전류를 얻으면 가정이 맞는 것이고 만약 반대의 부호를 얻으면 실제전류는 가정과 반대방향이다.

2) 전압의 법칙

이를 식으로 표현하면 이라고 쓸 수 있다. 이때 회로상의 교차점에 들어오는 전류의 방향을 가정한 것과는 무관하게 임의의 한 점에서 출발하여 폐회로를 따라가면서 전압상승과 전압하강을 더해나간다. 다시 처음 점으로 돌아왔을 때의 전압의 상승과 하강의 합은 0이 된다. 임의의…

3) 저항 읽는 법

3. 실험 기구 및 장치

Bread board, 저항, 전원공급장치, 멀티테스터, 전선, 스트리퍼

4. 실험방법

1) 주어진 저항을 멀티테스터를 이용하여 전확히 측정한 후 측정값과 색띠로 읽은 값을 표에 적는다. 다음 그림 8과 같이 회로를 구성한다. Bread board에 저항을 연결하고 저하오가 저항 사이는 가급적 브레드보드의 가로 5개 구멍 줄에 같이 꽂되 필요하면 짧은 전성을 스트리퍼로 5mm정도 양끝을 벗겨 낸 후 ‘ㄷ`자 모양으로 만들어 연결한다. 최초 전원을 연결하지 않은 상태에서 합성저항을 측정한 후 표에 적는다. 전원을 연결 후 각 저항 양단의 전압과 회로에 흐르는 전류를 측정하여 표에 기록하고 키르히호프의 법칙에 따른 계산값과 비교한다..

2) 다음 그림 9와 10과 같이 회로를 구성하고 각 저항 양단의 전압과 회