소개글
"중앙대 전기회로설계실습 저항"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 준비물
2. 고정저항 측정
2.1. 2-wire 측정법
2.2. 합성저항 값 오차의 표준편차 분석
2.3. 가변저항 분석
3. 4-wire 측정법
3.1. 점퍼선 저항 측정
3.2. 51Ω 저항 측정
3.3. 온도에 따른 저항 변화
4. 직류전압 측정 및 DC Power Supply
4.1. 6V 건전지 전압 측정
4.2. DC Power Supply 출력전압 측정
5. 회로 분석
5.1. 각 저항에 걸리는 전압 측정
5.2. 이론적 계산 및 분석
6. DMM 단자 간 저항 측정
7. 직류전류 측정
7.1. 저항에 흐르는 전류 측정
7.2. 과부하에 의한 저항 과열
8. 결론
9. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 실험 목적
이 실험의 목적은 Digital Multimeter의 기본적인 사용방법을 익히고, 저항, 전류, 전압 값을 직접 측정해보는 것이다. 브레드 보드 위에 원하는 회로를 만들고 값들을 직접 측정함으로써 회로이론의 내용을 파악할 수 있다.""
1.2. 실험 준비물
실험 준비물은 다음과 같다"
* Function generator 1대
* DC Power Supply(Regulated DC Power Supply(Max 20V 이상): 1대
* Digital Oscilloscope(Probe 2개 포함): 1대
* Digital Multimeter(이하 DMM, 220V 교류전원 사용): 1대
* 40cm 연결선 : 빨간 선 4개, 검은 선 4개 (한쪽은 계측기에 꼽을 수 있는 책, 다른 쪽은 집게)
* Breadboard(빵판): 1개
* 점퍼와이어 키트: 1개
* 6V 건전지 1개
* 리드저항 (10KΩ, 1/4 W, 5 %): 30개
* 리드저항: 1/4 W, 5% 각각 2개 51Ω, 5KΩ
* 가변저항 (20KΩ, 2W): 2개
2. 고정저항 측정
2.1. 2-wire 측정법
Digital Multimeter를 이용하여 10 kΩ, 5% 고정저항을 2-wire 방식으로 측정한 결과, 평균 저항값은 9.85 kΩ이었다. 이는 저항의 허용오차 범위인 ±5% 내에 있는 값이다. 전체 30개의 저항 측정값을 분석한 결과, 표준편차는 0.0135로 나타났다. 이는 저항의 오차분포가 정규분포와 유사한 형태를 보이며, 평균을 중심으로 대부분의 값들이 모여있음을 의미한다. 2-wire 측정법의 경우, 측정선의 저항과 접촉저항으로 인해 실제 저항값보다 다소 높게 측정되는 경향이 있다. 하지만 본 실험에서는 평균 오차율이 -1.47%로 비교적 작게 나타났다. 이는 사용된 저항들의 허용오차가 5%로 비교적 크기 때문에, 측정선 저항 및 접촉저항에 의한 오차가 상대적으로 무시할 수 있는 수준이기 때문이다.
2.2. 합성저항 값 오차의 표준편차 분석
30개의 저항(10 kΩ, 5%)을 각각 2개씩 병렬로 연결하여 합성저항을 측정한 결과, 평균 4.925 kΩ, 표준편차 0.0050 kΩ으로 나타났다.
단일 저항을 측정했을 때와 비교하면, 합성저항을 측정했을 때 표준편차가 감소한 것을 확인할 수 있다. 이는 병렬연결을 통해 오차가 상쇄되어 더 정밀한 측정이 가능해졌기 때문이다.
이론적으로 분석해보면, 10 kΩ 저항 30개의 오차 범위는 9.5 kΩ ≤ R1 ≤ 10.5 kΩ, 9.5 kΩ ≤ R2 ≤ 10.5 kΩ이다. 이를 병렬 연결하면 합성저항 Req의 범위는 4.75 kΩ ≤ Req ≤ 5.25 kΩ이 된다. 즉, 5%의 오차를 가지는 단일 저항에 비해 합성저항의 오차는 감소하게 된다.
따라서 동일한 허용오차를 가지는 저항들을 병렬로 연결하면 표준편차가 감소하여 더 정밀한 측정이 가능하므로, 이러한 방법은 정밀한 회로 구현에 활용될 수 있다고 볼 수 있다.
2.3. 가변저항 분석
가변저항의 각 단자 사이 저항은 가변저항의 축을 회전시킬 때 변화한다. 축을 움직이면 Resistive track 내부에서 저항이 나뉘어 변화하는 것을 알 수 있다. 가변저항의 왼쪽 끝단자(A)와 오른쪽 끝단자(C) 사이의 저항은 고정된 값을 가진다. 하지만 중간 단자(B)와 각 끝단자(A, C) 사이의 저항은 축의 회전 위치에 따라 변화한다.
축을 왼쪽으로 완전히 돌리면 A-B 사이의 저항은 최대가 되고 B-C 사이의 저항은 최소가 된다. 반대로 축을 오른쪽으로 완전히 돌리면 A-B 사이의 저항은 최소가...
참고 자료
중앙대학교 전자전기공학부(2019), “전기회로 설계 및 실습”, P.18 ~ 36
Wikipedia, “Resistor”, http://en.wikipedia.org/wiki/Resistor (2019.09.13.)
Youtube, “#22: Resistors and heat”, http://youtube.com/watch?v=1QOp5Ondl_M (2019.09.13.)
Allaboutcircuits, “Temperature Coefficient of Resistance”, https://bit.ly/2lUERf8 (2019.09.13.)
Tek, “What is Offset Compensation?”, https://bit.ly/2lO5mTN (2019.09.15.)
Keysight, “34450A Digital Multimeter”, https://bit.ly/2khWfds (2019.09.15.)
AnalogICTips, “Ground rules: earth, chassis, and signal ground”, https://bit.ly/2lO7hHZ (2019.09.15.)
