Ohm의 법칙 & Kirchhoff의 법칙 실험 결과 보고서

소개

A+ 받은 일반물리실험(2) Ohm의 법칙 & Kirchhoff의 법칙 실험 결과 보고서 입니다. 실험 데이터에 대한 분석 및 오차원인 분석 모두 들어가 있으며, 실험 데이터 분석을 어떻게 써야하는지 감이 안잡힐 때 도움이 될 수 있을 것입니다.

목차

[1] 실험값
[2] 결과 분석
[3] 오차 논의 및 검토
[4] 결론
[5] 참고문헌

본문내용

[3] 오차 원인 분석

오차 원인 분석에 앞서, 실험에서 사용한 실험기구에 관해 서술하면, 실험에서 사용한 실험기구는 2개의 전지와 3개의 저항기 그리고 3개의 전류계로 이루어진 회로로서, 실험자가 직접 회로를 구성하는 것이 아닌, 이미 구성되어있는 회로의 버튼을 조작해 회로의 전압과 저항값을 조절한다.
실험 진행에 있어서는 매우 편리한 장치이지만, 직접 회로의 구성을 볼 수 없으며, 전지, 스위치, 도선, 저항 등의 연결 상태에 대해 전혀 알 수 없는 구조를 가지고 있기 때문에 오차 분석에 큰 어려움이 따른다. 따라서 오차 분석은 계기 오차가 아닌 실험자의 부주의나 실수로 인해 발생하는 오차 위주로 서술하도록 하겠다.

(1) 회로에 부착된 전류계를 잘못 읽음에 따른 오차
이번 실험에서는 거의 모든 실험값이 이론값과 5% 이내의 상대오차를 보이는 준수한 실험이었다. 하지만, Kirchhoff 실험 ①의 는 측정값과 이론값의 상대오차 값이 89.6% 매우 크게 나타났는데 이는 전류계를 잘못 읽어 발생하였을 가능성이 크다. 의 측정값의 0.07mA, 계산을 통한 이론값은 0.67mA였다. 전류계를 눈으로 읽는 과정에서 실수로 0.7mA를 0.07mA로 읽었을 것이고 이로 인해 오차가 발생하였을 가능성이 있다. 실제로 0.7mA을 측정값으로 두고 이론값과 상대오차를 계산하면 4.47%로 준수한 수준의 상대오차 값을 얻을 수 있었다.
(2) 지속된 실험에 따른 저항값의 변화
실험에서는 반복해서 데이터를 얻는 실험을 여러 번 수행했다. 또한, 해당 실험 장치는 일반물리실험(2)를 수강하는 타 분반에서도 사용하는 장치이므로 지속적으로 전원이 공급되었을 것이다. 이 때문에 저항기의 온도가 상승했을 것이고, 저항 의 요소 중 비저항에 해당하는 값은 도체의 비저항의 경우, 온도가 상승함에 따라 비저항 값이 상승하므로, 실험을 진행함에 따라 회로에 부착된 저항이 상승하였을 것이다. 실제로 Ohm의 법칙 실험 ①에서 선택한 저항 99.3 보다 약 4% 증가한 저항값을 Ohm 법칙 공식에 넣고 전류를 계산하면, 실험 장치를 통해 측정한 값과 가까워지는 것을 확인하였다.

참고자료

· 일반물리실험(2)/남형주/북스힐/2022/105-126P
· 위키백과 ‘비저항’ 검색 (https://ko.wikipedia.org/wiki/비저항)