본문내용
1. 옴의 법칙
1.1. 실험의 목적
실험의 목적은 단순 회로에서 전류, 전압, 저항 사이의 수학적 관계를 비교해 보는 것이다."회로에서 전기적으로 중요한 3가지 요소인 전류(I), 전압(V), 저항(옴) 사이의 관계는 독일의 물리학자인 Georg Simon ohm에 의해 처음 발견되었다. 전기적 저항의 단위와 각 요소 사이의 법칙에는 이 과학자의 업적을 기리기 위해 그의 이름이 이용되었다. 본 실험에서는 류 센서와 전압 센서를 이용해 옴의 법칙이 다양한 회로에 적요되는 것을 확인할 수 있다.
1.2. 실험의 이론
도체에 전압이 가해지면 이 도체에 흐르는 전류는 가해진 전압에 비례한다. 즉 I∝V 이다. 이때의 비례상수를 1/R로 놓았을 때의 R의 값을 그 도체의 전기저항이라 한다. 이 관계는 1827년 독일의 물리학자 Georg Simon Ohm이 발견한 것으로 그의 이름을 따서 옴의 법칙이라고 한다. 즉 전기저항 R은 R=V/I 로 나타내고, V=IR 또는 I=V/R로 나타낸다. 또한 저항의 단위는 Volt/Ampere이나, 옴의 이름을 빌려 옴이라 하고 Ω의 기호를 쓴다.
1.3. 실험기구 및 배치도
실험기구 및 배치도는 다음과 같다.
실험에 사용되는 주요 기구는 플러그인 보드, 아날로그 전류계, 아날로그 전압계, 도선, 저항, 전원 공급장치 등이다. 이 기구들은 단순 회로를 구성하여 전류, 전압, 저항 사이의 관계를 실험하는데 사용된다.
회로는 플러그인 보드 위에 연결된다. 전원 공급장치에서 나온 선이 저항과 연결되고, 저항에 흐르는 전류를 측정하기 위해 아날로그 전류계가 연결된다. 또한 저항의 양단에 전압이 걸리므로 이를 측정하기 위해 아날로그 전압계가 연결된다. 이처럼 전원, 저항, 전류계, 전압계가 하나의 회로를 구성하여 옴의 법칙을 확인할 수 있도록 배치되어 있다.
1.4. 실험의 방법
실험의 방법은 다음과 같다.
1) 플러그인 보드에 회로를 연결한다. 전원공급장치, 아날로그 전류계, 아날로그 전압계, 도선, 저항 등을 연결하여 회로를 구성한다.
2) 저항을 고정하고 전압에 따른 전류변화를 측정한다. 전압을 1V씩 올려가며 그에 따른 전류의 변화를 측정하고 그래프로 나타낸다.
3) 전압을 고정하고 저항에 따른 전류변화를 측정한다. 전압을 5V로 고정하고 저항값을 변화시키면서 전류의 변화를 측정하여 그래프로 나타낸다.
4) 전류를 고정하고 저항에 따른 전압변화를 측정한다. 전류를 0.01A로 고정하고 저항값을 변화시키면서 전압의 변화를 측정하여 그래프로 나타낸다.
5) 측정한 데이터를 바탕으로 직선의 방정식을 구하고, 이를 통해 옴의 법칙을 확인한다.
1.5. 측정값 계산 및 결과자료의 처리과정
실험에서 측정한 값들을 계산하고 그 결과를 처리하는 과정은 다음과 같다.
첫 번째 실험에서는 저항값을 250Ω으로 고정하고 전압을 1V씩 증가시켜 가면서 전류 변화를 측정...
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