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REPORT
제목 : 옴(Ohm)의 법칙(예비보고서)
1. 목적
저항들이 직렬 및 병렬로 연결된 회로에서 전압, 전류를 측정하여 Ohm의 법칙을 확인하며, 각 회로에서의 등가저항을 실험적으로 측정하고 이를 폐회로 정리에 의한 이론적 결과와 비교한다.
2. 이론
(1) 옴(Ohm)의 법칙 - 저항이 인 저항체에 전위차 를 걸어주었을 때, 전류 가 흐른다면 이들 사이에는
인 관계가 있다. 이 때 저항 이 또는 값에 무관할 때, 즉 와 의 관계가 직선적일 때 옴(Ohm)의 법칙이 성립한다고 말한다.
(2) 폐회로 법칙(키르히호프) - 전하가 어떤 회로를 순환하고 나면 전하는 처음의 정전기 퍼텐셜로 되돌아온다. 즉, 어떤 지점에서 출발하여 폐회로를 일주한 후 다시
그 지점으로 올 경우 전위변화의 대수적 합이 0이 된다는 것이다.
, ,
그림1. 단일 폐회로
(3) 회로에서의 합성저항
① 직렬연결-만약 회로에 의 세 개의 저항이 직렬로 연결되어 있고 전류 가 흐른다고 할 때(3쪽 그림2 참조) 각각의 저항 에서는 각기 의 전압강하가 일어나며 기전력장치에서 전압증가 가 있게 된다. 즉, 전위변화의 총합은
이 된다. 따라서 회로에 흐르는 전류 는
이 되어서, 등가저항 는
로부터 가 된다.
즉, 저항이 직렬로 연결된 회로에서의 등가저항은 개개의 저항체의 저항값을 모두 더하면 된다.
② 병렬연결-회로에 저항 이 병렬로 연결되어 있고 전류 가 흐른다고 할 때(4쪽 그림3 참조) 각 저항에 폐회로 정리를 적용하면
,…(생략)
(2) 직류전원장치( 0-30 V )
(3) 직류전압계( 0-15 V )
(4) 직류전류계 ( 0-20 mA )
4. 실험과정
(1) Ohm의 법칙을 확인하고 각각의 저항 R1, R2 R3 의 값을 측정하기 위해, 먼저 그림1 (본 보고서 2쪽 그림1) 로 구성된 단일 폐회로를 구성한다.
(2) 가변전원 스위치를 켜고 전압계의 눈금을 보아가면서 전원의 조절손잡이를 조정하 여 여러 전압(예를 들어 2V, 2.5V, 3V, 3.5V, 4V 등)에 따라 회로에 흐르는 전류를 전류계로 측정하여 표에 기록한다.
(3) R2, R3 에 대해서도 (1), (2)의 과정을 반복한다.
(4) 표로부터 V와 I가 직선적인지, 즉 Ohm의 법칙이 성립하는지 확인하고 식 (1)을 이용해 저항 R1, R2, R3의 평균값을 구한다.
(5) R1, R2, R3 가 직렬로 연결되었을 때의 등가저항을 구하기 위하여 그림 2와 같은 회로를 구성한다.
(6) 전원의 값을 변화시켜가면서 (1~6V 정도) a, b 양단간의 전압과 회로에 흐르는
(7) R1, R2, R3 가 병렬로 연결되었을 때의 등가저항을 구하기 위해 그림3과 같은 회로를 구성한다.
(8) 전원의 값을 변화시켜가면서
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