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기초전기회로실험 - 회로 내의 전류, 전압, 저항 사이의 관계를 실험적으로 확인, 옴의 법칙 입증, 측정오차의 원인 규명
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실험목적
1. 회로 내의 전류, 전압, 저항 사이의 관계를 실험적으로 확인한다.
2. 옴의 법칙을 입증한다.
3. 측정오차의 원인을 규명한다.
이론적 배경
지금까지의 전류, 전압, 저항을 실험하면서 전압이 일정하게 유지되면 저항이 커질수록 전류가 작아지며, 저항이 일정하면 전압이 증가할수록 전류가 증가함을 알았다. 즉, 이것을 통해서 옴의 법칙을 설명할 수 있는 것이다. 만약 회로의 응답의 변화뿐만 아니라 변화의 정도를 예측하기 위해서는 이들 사이의 관계를 정확하게 알 필요가 있다. 정확한 측정을 위해서는 실제 실험에서 계기와 회로의 저항이 고려된다. 그렇다면 저항 R과 전류 I 그리고 전압 V를 살펴보자.
R = V / I , I = V / R , V = I x R
또한, 지금까지 실험을 하면서 여러 가지 원인에 의해 오차가 발생된다. 오차의 원인 중 첫 번째는 아날로그 계기의 눈금을 읽는 과정의 부정확성이다. 이 오차는 눈금을 좀더 주의깊게 읽거나 동일한 측정을 여러 번 반복함으로써 발생 가능성을 줄일 수 있다. 계기눈금 사이의 부정확한 보간도 오차의 원인이 되며, 이는 디지털 계기의 사용으로 제거할 수 있다. 오차의 원인 중 두 번째는 시차를 생각할 수 있다. 즉, 측정자와 계기의 바늘이 눈금에 수직이 되지 않을 때 발생되며, 시차에 의한 오차를 없애기 위해서는 계기눈금 바로 밑에 거울을 놓고, 거울에 반사된 상의 바로 위에 계기 바늘이 위치하도록 읽으면 정확하게 눈금을 읽을 수 있다. 이것도 마찬가지로 디지털 계기를 사용하면 오차를 없앨 수 있다. 오차의 원인 중 세 번째는 측정을 위해 회로에 계기를 삽입하는 과정에서 발생한다. 측정에 의해 회로의 조건이 어떤 형태로든 영향을 받아 변하면 오차를 유발하게 된다. 이렇게 오차 발생에 대해 언급하는 이유는 오차를 줄이면서 옴의 법칙을 유도하는 것이기 때문이다.
시뮬레이션
결과
표 7-2 Part A : 옴의 법칙을 입증하기 위한 측정
R
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2014.06.19
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