결과보고서 7. 중첩의 정리와 가역정리

소개

성균관대학교 기초회로실험 보고서입니다.
각 보고서 별 10점 만점에 10점으로, 학점 A+ 받은 결과보고서들입니다.
실험 이론, 실험 결과 및 결과 분석과 오차, 시뮬레이션결과 등으로 구성되어있습니다.


이번 Chapter의 실험은 중첩의 원리와 가역 정리를 이해하고 이를 실험적으로 확인하였다.

먼저 첫 번째 실험에서는 다수의 전원을 포함하는 선형 회로망에서 회로내의 임의의 점의 전류 또는 두 점간의 전압은 개개의 전원이 개별적으로 적용될 때 흐르는 전류 또는 두 점간의 전압을 합한 것과 같다라는, 중첩의 원리를 실험했다. 두 개의 전원을 포함하는 선형 회로망을 실험에서 사용했다. 먼저 키르히호프의 전압법칙을 이용하여 이론값을 얻을 수 있었고, 측정값과의 오차는 각각 2.427%, 3.176%, 1.434% 로서 크지 않은 오차값을 나타냈다.

전원을 단독으로 존재시키기 위해 를 단락 시키고 만으로 회로를 동작시켰을 때의 이론 값, 측정 값, 오차 값은 다음과 같다.

목차

Object of experiment
Experimental equipment
Background theory & Theoretical value
1. 중첩의 정리
2. 가역정리
￭Experiment process & Result
1. 중첩의 정리
2. 가역정리
<실험결과 분석>
￭Reference

본문내용

￭Object of experiment
중첩의 원리와 가역 정리를 이해하고 이를 실험적으로 확인한다.
￭Experimental equipment
멀티 미터(전류 측정) 1대
직류 전원 장치(DC Power Supply) 1대
저항 180kΩ, 200Ω, 300Ω, 1kΩ, 2kΩ, 2.2kΩ 각각 1개
￭Background theory & Theoretical value
1. 중첩의 정리
‘어떤 것을 겹친다(superimpose)‘ 는 것은 어떤 물건 위에 다른 물건을 놓는다는 것을 의
미한다. 다수의 전원을 포함하는 선형 회로망에서 회로내의 임의의 점의 전류 또는 두 점간
의 전압은 개개의 전원이 개별적으로 적용될 때 흐르는 전류 또는 두 점간의 전압을 합한
것과 같다. 이것을 중첩원리라고 한다. 중첩정리는 한 개 이상의 독립전압원을 포함하는 회
로를 해석할 수 있는 방법이다. 각 전원은 마치 그 전원이 회로내의 유일한 전원인 것처럼
한 번에 한 개씩만 선택이 된다. 나머지 다른 전원들은 그 전원들이 갖고 있는 내부저항 값
으로 대체한다. (직류전원장치나 전지의 내부저항은 0Ω으로 생각할 수 있다.) 첫 번째 전원
에 대한 전류와 전압을 계산한다. 그 결과를 회로에 표시하고 이 과정을 회로내의 각각의
전원에 대해 반복한다. 모든 전원을 선택해서 결과를 구하고 나면 전체 회로를 해석할 수
있다. 겹쳐진 전류와 전압의 대수합을 계산한다. 같은 방향의 전류는 더한다. 반대 방향의
전류는 빼는데 결과는 큰 쪽의 부호를 따른다. 전압도 같은 방법으로 처리한다. 중첩장리는
전류의 방향과 전압의 극성에 대한 계산에 일관성만 갖고 있다면 여러 개의 어떠한 전원에
대해서도 적용할 수 있다. 올바로 계산을 하기 위한 유일한 방법은 맞든 틀리든 각 소자에
극성을 표시하는 것이다. + 전류와 일치하는 방향으로 표시된 전류와, 표시된 방향이 - 전
류처럼 반배인 전류를 표로 만든다. 최종적인 합을 구했을 때, + 값을 갖는 전류는 표시된
방향과 일치하는 전류이고, - 값을 갖는 전류는 표시된 방향과 반대인 전류이다. 전압원을
0Ω의 내부저항으로 대체하는 과정에서 회로 내에 있는 어떤 저항이 완전히 단락되어 제거
될 수도 있다 그렇게 되면 이 부분을 . 계산하는데 있어 그 저항에는 전류값이 0이 된다. 이
렇게 해서 최종적인 합을 구하면 여전히 정확한 전류값을 얻게 된다.
2. 가역정리

참고자료

· 실습을 통하여 체계적 이해를 돕는 회로이론실험 -이준신 윤석호 공저
· 회로이론(Electric circuits) 제8판 -James W.Nilsson, Susan A.Redel 지음
· 기초회로실험 원리와 응용 - 광문각
· 신회로이론- 박송배 지음