[물리학실험 레포트 보고서] Ohm의 법칙 실험

6강 Ohm의 법칙 실험

1) 이론

저항이 인 저항체에 전위차 를 걸어주었을 때, 전류 가 흐른다면 이들 사이에는

(1)

인 관계가 있다. 이 때 저항 이 또는 값에 무관할 때, 즉 와 의 관계가 직선적일 때 Ohm의 법칙이 성립한다고 말한다.
저항체들이 직렬, 병렬로 연결되었을 때의 등가저항을 구하기 위하여 폐회로 정리를 이용한다. 폐회로정리란 어떤 지점에서 출발하여 폐회로를 일주한 후 다시 그 지점으로 올 경우 전위변화의 대수적 합이 0이 된다는 것이다.
예를 들어 그림 1에서와 같은 폐회로의 a점에서 출발하여 회로를 시계방향으로 일주한 후 다시 a점으로 오는 경우를 생각하자. a점을 출발하여 시계방향으로 저항 을 지나면 의 전압강하가 일어나며 기전력 장치에서 전압증가 이 있게 된다. 따라서 전위변화의 합은

(2)

이 되어 회로에 흐르는 전류는 가 된다.
이제 세 개의 저항 가 직렬로 연결되었을 때의 등가저항 를 구하기위해, 그림 2와 같은 회로에 폐회로 정리를 이용하기로 한다. 회로에 흐르는 전류를 라 할 때 a점에서 이 회로를 출발하여 시계방향으로 일주하면 저항 에서 각기 의 전압강하가 일어나며 기전력 장치에서 전압증가 가 있게된다.
즉, 전위변화릐 총합은

(3)

이 된다. 따라서 회로에 흐르는 전류 는

(4)

가 되어서, 등가저항 는

(5)

로부터

(6)

가 된다. 즉 저항이 직렬로 연결되 회로에서의 등가저항은 개개의 저항체의 저항값을 모두 더하면 된다. 저항들을 병렬로 연결하였을 경우의 등가저항을 구하기 위해 그림 3과 같은 회로를 생각하기로 한다. 그림 3에서 각기 ①, ②, ③으로 표시된 회로에 대해 폐회로 정리를 적용화면,

(7)

(8)

(9)

…

(10)

(11)

2) 실험 도구

3) 실험 방법

① Ohm의 법칙을 확인하기 위하여 2개의 가변저항을 직렬로 연결한후 전원장치를 연결하여 단일 폐회 로를 구성한다.

② 폐회로에 저항 각각에 직류전류계를