아주대학교 물리학실험2 저항의 연결(A+)
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2024.10.04
문서 내 토픽
  • 1. 저항의 연결
    이번 실험의 목적은 저항의 색 코드와 디지털 멀티미터의 측정값을 비교하고, 전기 저항의 직렬과 병렬 연결의 측정을 통해 특성을 비교하는 것이다. 옴의 법칙은 저항, 전압, 전류 사이의 관계식을 나타내며 그 식은 R=V/I 이다. 저항을 직렬로 연결했을 때 전체저항은 R=R1+R2+R3, 전체전압은 V=V1+V2+V3, 전체전류는 I=I1=I2=I3 (어디서나 일정하다)라는 성질을 갖고 있고 저항을 병렬로 연결했을 때에는 전체저항이 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 라는 관계식을 만족하고 전체전류는 I=I1+I2+I3, 전체전압은 V=V1=V2=V3 (어디서나 일정하다) 라는 성질을 갖고 있다.
  • 2. 옴의 법칙
    옴의 법칙은 저항, 전압, 전류 사이의 관계식을 나타내며 그 식은 R=V/I 이다. 저항을 직렬로 연결했을 때 전체저항은 R=R1+R2+R3, 전체전압은 V=V1+V2+V3, 전체전류는 I=I1=I2=I3 (어디서나 일정하다)라는 성질을 갖고 있고 저항을 병렬로 연결했을 때에는 전체저항이 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 라는 관계식을 만족하고 전체전류는 I=I1+I2+I3, 전체전압은 V=V1=V2=V3 (어디서나 일정하다) 라는 성질을 갖고 있다.
  • 3. 키르히호프 법칙
    키르히호프 법칙은 두가지가 있는데, 먼저 모든 분기점에서 들어오는 전류의 합은 나가는 전류의 합과 같아야 하고, 회로를 한 바퀴 돌아와서 출발점에 도달할 때 인가된 전압의 합은 0이어야 한다. 직렬 연결된 저항들에서는 전류가 한 방향으로 흐르기 때문에 각 저항들에서의 전류의 양은 모두 같다. 결과적으로 R=R1+R2+R3....이라는 식이 도출된다. 병렬연결 저항에서는 전류가 여러 방향으로 나뉘기 때문에 전체 전류의 양은 각 저항에서의 전류의 양의 합과 동일하다. 또한 병렬 연결된 저항들에서는 각 저항에 동일한 전압이 인가된다. 이는 I=I1+I2+I3 과 V=V1=V2=V3으로 표현되고, 결과적으로 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3...이라는 식이 도출된다.
  • 4. CC 모드
    CC모드는 전류의 값을 제한하는 역할을 하므로 CC모드를 제거하였을 때 최대전류가 조금 더 커지게 되고 이로 인한 저항기의 발열 현상 등을 확인해볼 수 있었다. CC모드를 설정하지 않고 실험할 경우에 여러 문제가 발생할 수 있다. 먼저 전류 변동으로 인해 저항이 발열하게 되면, 저항값이 온도에 따라 변할 수 있고 저항값이 변하면 전류와 전력 소모도 변하게 되어, 실험 결과가 일관되지 않을 수 있다. 또한 CV 모드에서는 전압이 일정하게 유지되지만, 저항값이 변하면 전류가 변동하게 되고 결과의 정확성과 신뢰성이 떨어질 수 있다. 마지막으로 CV 모드에서는 저항이 낮아질 경우 과전류가 흐를 수 있어 실험 장비가 손상이 될 수 있다.
  • 5. 실험 결과 분석
    실험1에서 5개의 저항의 색 코드와 실제 측정한 저항값은 매우 비슷했다. 모든 결과값이 저항의 허용오차범위 내에 들어왔고 하나의 값을 제외한 대부분의 결과값이 색 코드의 저항값과 2%이내의 오차를 보였다. 이러한 결과를 통해 저항의 색 코드 시스템이 신뢰할 수 있고 정확하게 저항 값을 표시한다는 것을 알 수 있다. 실험2에서는 CC모드 설정과 비설정 상태에서 전류값에 따른 전압과 저항의 값을 측정했다. CC모드를 설정했을 때와 설정하지 않았을 때 모두 전압은 비슷하게 측정되었다. 실험3과 실험4는 저항기의 직렬,병렬연결의 전압과 전류값을 측정하고, 기존의 측정한 저항을 통해 앞선 식을 계산하고, 직렬연결과 병렬연결의 성질을 확인하는 실험이다. 다만 전류의 측정값이 잘못되었는지 각각의 등가저항은 실제 이론값과 매우 큰 차이를 보였다.
Easy AI와 토픽 톺아보기
  • 1. 주제2: 옴의 법칙
    옴의 법칙은 전기 회로에서 가장 기본적이면서도 중요한 법칙 중 하나입니다. 이 법칙은 전압, 전류, 저항 간의 관계를 설명하며, 회로 분석과 설계에 필수적입니다. 옴의 법칙을 이해하고 적용할 수 있다면 전기 회로 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 또한 이 법칙은 다른 전기 이론의 기반이 되므로 전기 공학 전반에 걸쳐 중요한 역할을 합니다.
  • 2. 주제4: CC 모드
    CC 모드(Constant Current Mode)는 전원 공급 장치에서 중요한 동작 모드 중 하나입니다. CC 모드에서는 부하의 변화에도 불구하고 일정한 전류를 유지하여 안정적인 전력 공급이 가능합니다. 이는 전자 회로, 배터리 충전기, LED 구동기 등 다양한 분야에서 활용됩니다. CC 모드의 이해와 활용은 전원 공급 장치 설계 및 제어에 필수적이며, 전기 회로 전반에 걸쳐 중요한 역할을 합니다.
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