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일반물리학 실험 - 키로히호프의 법칙 실험
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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, I = 0 이다.
제 2법칙 : 어떤 회로내의 임의의 닫힌 경로를 따라서 겪게 되는 전압강하의 합은 회로내의 기전력의 합과 같아야 한다. 즉, 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
123
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%
.... |
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2013.04.15
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