소개글
"문운당 실험으로"에 대한 내용입니다.
목차
1. 중첩의 원리
1.1. 실험 목적
1.2. 이론
1.3. 실험 방법
1.4. 예상 실험 결과
1.4.1. 중첩의 원리 실험회로 (Ⅰ)
1.4.2. 중첩의 원리 실험회로 (Ⅱ)
1.5. 참고문헌 및 자료
2. 키르히호프의 법칙
2.1. 실험 목적
2.2. 실험 기구
2.3. 실험 방법
2.4. 실험 결과 및 분석
2.4.1. [그림 8-3] 실험 결과 및 사진
2.4.2. [그림 8-4] 실험 결과 및 사진
2.5. 고찰
2.6. 참고문헌 및 자료
3. 옴의 법칙
3.1. 실험 목적
3.2. 이론
3.3. 예제 및 실험 방법
3.4. 예상 실험 결과
3.5. 문제
4. 참고 문헌
본문내용
1. 중첩의 원리
1.1. 실험 목적
중첩의 원리 실험의 실험 목적은 중첩의 원리(Principle of Superposition)를 이해하고 이를 실험적으로 증명하는 것이다. 또한 전압원과 전류원을 이해하고 중첩의 원리에 대한 응용력을 기르는 것이 목적이다.
중첩의 원리는 선형미분방정식으로 표현되는 모든 물리계에 대하여 성립하며, 특히 전기회로망에 대해서는 "다수의 전원을 포함하는 선형회로망에 있어서 임의의 점의 전류 및 전압은 개개의 전원이 독단적으로 작용할 때에 그 점의 전류 및 전압을 합한 것과 같다"라고 할 수 있다. 따라서 이 실험을 통해 중첩의 원리가 전기회로에서 실제로 성립함을 확인할 수 있다.
1.2. 이론
중첩의 원리는 선형미분방정식으로 표현되는 모든 물리계에 대하여 성립하며, 특히 전기회로망에 대해서는 "다수의 전원을 포함하는 선형회로망에 있어서 임의의 점의 전류 및 전압은 개개의 전원이 독단적으로 작용할 때에 그 점의 전류 및 전압을 합한 것과 같다"라고 할 수 있다.
여기서 전원을 독단적으로 작용시킨다는 것은 다른 전원 전압은 그 전압을 0으로 하는 것, 즉 전압을 단락한다는 것을 의미하고 또 다른 전류 전원은 그 전류를 0으로 하는 것, 즉 전류원을 개방한다는 것을 의미한다.
중첩의 원리는 선형회로망에만 기초를 두고 있으므로 전원의 파형 여하에 불구하고 항상 성립한다.
그러므로 중첩의 원리는 DC 회로뿐만 아니라 AC 회로에 대해서도 적용 가능하다. 다만 다수개의 교류 전원이 포함되어 있는 AC 회로에서는 그 주파수가 동일해야 한다는 점에 유의해야 한다.
중첩의 원리를 사용하면, 회로를 단순화시켜 해석할 수 있는 이점이 있다. 특히 키르히호프 법칙으로 문제를 해석하기가 곤란한 경우에도 중첩의 원리가 유용하게 쓰일 경우가 많다.
1.3. 실험 방법
실험 방법은 다음과 같다.
Ⅰ. [그림 9-3] (a), (b), (c) 회로를 결선하고 각 저항에 흐르는 전류를 측정하여 [표 9-1]에 기록한다. 첫 번째 실험회로인 (a)는 12[V] 전압원만을 고려한 경우이고, (b)는 6[A] 전류원만을 고려한 경우이다. 이렇게 각각의 전원을 독단적으로 작용시킨 후 측정한 전류값을 (c)에서 합하여 중첩의 원리가 성립함을 보인다.
Ⅱ. [그림 9-4] (a), (b), (c) 회로를 결선하고 각 저항에 흐르는 전류를 측정하여 [표 9-2]에 기록한다. 두 번째 실험회로에서도 (a)와 (b)에서 각 전원을 독단적으로 작용시킨 후 측정한 전류값을 (c)에서 합하여 중첩의 원리가 성립함을 보인다.
이와 같이 중첩의 원리를 실험적으로 증명하기 위해 두 가지 실험 회로를 구성하고 각 회로에서 전원을 독단적으로 작용시킨 경우의 전류 값을 측정한 후, 이를 합하여 실제 회로에서 측정한 전류 값과 비교함으로써 중첩의 원리가 성립함을 확인한다.
1.4. 예상 실험 결과
1.4.1. 중첩의 원리 실험회로 (Ⅰ)
(실험회로 (Ⅰ))
[그림 9-3] (a), (b), (c) 회로를 결선하고 각 저항에 흐르는 전류를 측정한 결과는 다음과 같다""
(a) 회로에서는 12V 전압원만 단락되어 있고, 6A 전류원은 개방되어 있다. 이 경우 각 저항에 흐르는 전류는 I1' = 4.09mA, I2' = 1.64mA, I3' = 2.45mA이다.
(b) 회로에서는 6A 전류원만 단락되어 있고, 12V 전압원은 개방되어 있다. 이 경우 각 저항에 흐르는 전류는 I1'' = -2.18mA, I2'' = -3.27mA, I3'' = 1.09mA이다.
(c) (a)와 (b)의 각 저항에 흐르는 전류들을 합하면 I1 = 1.91mA, I2 = -1.64mA, I3 = 3.55mA가 된다.""
이를 통해 중첩의 원리가 실험적으로 잘 성립된다...
참고 자료
김지홍, 알기쉬운 기초 전기 전자 실험, 문운당, 67p~72p, 2013
인천대산전기직업학교, 2023 회로이론, 예문사, 78p, 2023
김지홍, 알기쉬운 기초 전기 전자 실험, 문운당, 59p~66p, 2013
김지홍, 알기 쉬운 기초 전기 전자 실험, 문운당, 39p~46p, 2013
이재희, 컴퓨터를 이용한 일반물리학실험, 북스힐, 164p~189p,, 2015
네이버 블로그 https://blog.naver.com/ysuny2/221990862012
