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1. 실험 설명 및 결과
1.1. 실험 1: 전류-기전력 및 진동수-전류 관계
실험 1의 전류-기전력 및 진동수-전류 관계에 대한 내용은 다음과 같다.
실험 1에서는 직류 회로에서의 옴의 법칙을 확인하고, 교류 회로에서 진동수 변화에 따른 전류 변화를 관찰하였다.
먼저 전류-기전력 관계를 살펴보면, 함수 발생기의 기전력과 오실로스코프로 측정한 기전력을 이용하여 계산한 저항값이 이론값과 유사하게 나왔다. 즉, 직류 회로에서 전압과 전류가 옴의 법칙 을 잘 따르고 있음을 확인할 수 있었다. 다만 일부 데이터에서 11.92%의 비교적 큰 오차율이 나타났는데, 이는 측정 장비의 오차나 연결 불량 등 실험 과정에서의 오차로 인한 것으로 판단된다.
다음으로 진동수-전류 관계를 보면, 진동수가 증가할수록 전류가 증가하는 비례 관계를 보였다. 이는 진동수가 높아질수록 커패시터의 리액턴스 가 작아져 전류의 흐름이 용이해지기 때문이다. 실험 결과를 식 으로 정리하면 전류는 진동수에 비례한다는 것을 확인할 수 있다.
종합하면, 실험 1에서는 직류 회로에서의 옴의 법칙과 교류 회로에서의 리액턴스 특성을 관찰할 수 있었다. 직류 회로에서는 전압과 전류가 비례하는 관계를 잘 따르지만, 교류 회로에서는 진동수에 따른 리액턴스의 변화로 인해 전류와 진동수가 비례하는 관계가 성립하는 것을 확인하였다.
1.2. 실험 2: 리액턴스 측정
실험 2: 리액턴스 측정은 교류회로에서 축전기와 같은 소자에 의해 발생하는 리액턴스를 측정하는 실험이다. 리액턴스는 전압과 전류의 위상차로 인해 발생하는 교류 회로에서의 저항과 같은 역할을 한다.
이 실험에서는 함수 발생기의 기전력을 변화시키면서 오실로스코프로 측정한 기전력과 전류를 이용하여 리액턴스 값을 계산하고, 진동수를 변화시키면서 전류 변화를 관찰하였다.
그 결과, 함수 발생기의 기전력이 증가함에 따라 오실로스코프에서 측정한 기전력과 전류 값이 증가하였고, 이를 이용해 계산한 리액턴스 값은 약 159Ω에서 179Ω 사이의 범위에 있음을 확인하였다. 또한 진동수가 증가함에 따라 전류 값이 증가하는 경향을 관찰할 수 있었다.
실험 결과에서 측정값과 이론값의 오차율은 약 12-35% 정도로 나타났는데, 이는 전기회로의 내부저항으로 인한 영향 때문으로 보인다. 특히 진동수가 높아질수록 오차율이 증가하는 경향을 보였다.
이를 통해 교류회로에서 축전기와 같은 소자에 의해 발생하는 리액턴스의 특성을 확인할 수 있었다. 리액턴스는 전압과 전류의 위상차로 인해 발생하며, 진동수가 높아질수록 그 값이 증가하는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다. 또한 실험적으로 측정한 리액턴스 값과 이론값을 비교함으로써 교류 회로 해석에 필요한 기본 개념을 학습할 수 있었다.
1.3. 실험 3: 임피던스 측정
실험 3: 임피던스 측정은 저항 이론값 5...
