Physics 포스팅
Doyeon0430 | 2024년 01월 11일
이번시간에는 대학물리학에서 진행하는 옴의 법칙 실험에 대해 정리하겠습니다.
저는 대학교 과제를 수행하기 위해 보고서와 레포트를 제작했습니다.
그렇기 때문에 실험에 대한 오차율이 표시될 수 있으니 양해 부탁드립니다.
그럼 지금부터 보고서 정리를 시작하겠습니다.
저항체와 기전력으로 구성된 회로에 걸리는 전압과 이 회로에 흐르는 전류를 전압계와 전류계로 측정합니다.
즉, 전기회로 내에서 전압과 전류 사이의 관계를 이해하고 전기 저항을 측정하는 방법을 실습합니다.
옴의 법칙은 전압, 전류, 저항 사이의 관계를 설명하는 법칙입니다.
전기회로 내의 저항(R)이 일정할 때 전압(V)과 전류(I)가 비례하며 전류(I)가 일정할 때 전압(V)과 저항(R)은 반비례합니다.
V = IR
직렬연결은 여러 건전지가 하나의 선으로 연결된 전기회로를 의미합니다.
전압은 연결된 건전지의 합으로 결정되며 건전지의 수에 따라 전압이 변합니다.
결과적으로 건전지의 수와 전압이 비례하기 때문에 강한 빛을 발산할 수 있지만 에너지를 빠르게 소모하는 특징이 있습니다.
V1 = IsR1, V2 = IsR2, V3 = IsR3, V4 = IsR4, V5 = IsR5
Rs = R1 + R2 + R3 + R4 + R5
Is = Eb / Rs
병렬연결은 건전지의 수보다는 각 건전지의 전압에 영향을 받습니다.
병렬 연결된 건전지의 전압은 하나의 건전지와 동일하며 건전지 수가 증가해도 빛의 강도는 변하지 않습니다.
결과적으로 빛은 상대적으로 약하지만 건전지의 수에 따라 오랫동안 사용할 수 있는 특징을 가지고 있습니다.
Ep = Vp = V6 = V7 = V8 = V9 = V10 = V11 = IpRp
Rp = 1 / (1/R6 + 1/R7 + 1/R8 + 1/R9 + 1/R10 + 1/R11)
I6 = V6 / R6, I7 = V7 / R7, I8 = V8 / R8, I9 = V9 / R9, I10 = V10 / R10, I11 = V11 / R11
여러 개의 부하가 직렬로 연결된 직렬회로에서는 저항을 통과하는 전류가 같습니다.
그러므로 각각의 부하에 걸리는 전압이 전기저항에 비례합니다.
그러나 병렬회로에서는 부하에 걸리는 전압이 같으므로 각각의 부하에 흐르는 전류가 전기저항에 반비례합니다.
1. Ohm’s Law 실험기구 장치 / 멀티미터 / 연결케이블
2. 직류전원장치
3. 공학물리실험 (출판사 : 북스힐)
저는 대학교에서 공학물리학및실험 과목을 통해 해당 실험을 진행했습니다.
1. 장치의 직병렬 스위치를 직렬회로도 그림과 같이 왼쪽으로 직렬회로에 연결한다.
2. 전원 OFF 상태에서 멀티미터로 각 저항값을 측정하고 표의 이론값에 기록한다.
3. 회로는 저항이 연결되어 있으므로 회로에 흐르는 전류 Is를 옴의 법칙에 따라 계산한다.
4. 전원을 3V에 맞추고 전원 전압을 Eb에 기록하고, 이론값을 사용하여 Rs를 계산하면 Is가 계산된다.
1. 장치의 직 병렬 스위치를 병렬 회로쪽으로 눌러 병렬회로를 연결한다.
2. 전원 OFF 상태에서 각 저항을 멀티미터를 이용해 읽고 이론 값에 기록한다.
3. 병렬 연결된 저항을 연결선을 이용하여 연결해 준다.
4. 멀티미터를 이용해 읽은 저항 값과 아래 식을 이용하여 병렬 연결의 등가 저항을 계산한다.
5. 전압을 3V에 맞추고 Eb를 이론값에 기록하고, Ip를 계산하여 기록한다.
다음으로 실험에 대한 결과를 정리하겠습니다.
실험실 상황에 따라 오차가 발생한 점 양해부탁드립니다.
1. 직렬회로 실험 결과
2. 병렬회로 실험 결과
옴의 법칙 실험은 전압, 전류, 저항 사이의 관계를 실험적으로 확인하는 실험입니다.
이 실험을 통해 옴의 법칙이 실제로 성립하는지 확인하고 실험 오차의 원인을 분석할 수 있습니다.
이번 실험에서 다음과 같은 결과를 얻었습니다.
저항이 일정할 때, 전압과 전류는 비례
전압이 일정할 때, 저항과 전류는 반비례
이번 실험을 수행하면서 발생한 오차 원인입니다.
전압계와 전류계의 측정 오차
저항의 실제값과 표시값의 차이
회로 구성상의 오류
이번 실험에서는 전압계와 전류계의 측정 오차가 실험 오차의 주요 원인으로 생각됩니다.
전압계와 전류계의 눈금이 더 자세하게 나뉘어져 있었다면 오차를 줄일 수 있었을 것입니다.
1. 전구의 밝기 조절
2. 전구 모터의 속도 조절
3. 전자 부품의 동작
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