전구의 직렬 병렬연결에 따른 불의 밝기 변화 (물리 실험보고서)

소개

실험 방법과 실험 결과를 사진을 이용하고, 표로 정리해 놓은 깔끔한 자료입니다.
또한 교육적 적용을 특히 자세히 써 놓은 좋은 자료입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목표
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 실험 결과에 대한 이론적 해석
1) 첫 번째 실험
①전구의 직렬 연결
②전구의 병렬 연결
2) 두 번째 실험
①전구의 직렬 연결
②전구의 병렬 연결
6. 교육적 적용

본문내용

5. 실험 결과에 대한 이론적 해석
기본적으로 ‘전하량 보존의 법칙’이 있다. 회로가 닫혀 있기 때문에 전체 전하량이 보존되어 있다는 것이다. 따라서 길이 하나일 때(직렬)는 어디에서나 전류의 세기가 동일하다. 반면에 길이 갈라질 때(병렬)는 ‘접합점 법칙’에 의해 전류가 나누어져 흐르며, 한 접합점에 들어오는 전류의 세기와 나가는 전류의 세기가 동일하다.
전구의 밝기는 저항에서 소비되는 에너지에 비례한다. 따라서 저항에 따른 소비 에너지를 계산하여 전구의 밝기를 비교할 수 있다. (저항에서 소비되는 에너지 = V × I × t)
1) 첫 번째 실험(저항의 크기가 같은 전구)
① 전구의 직렬연결
전류의 세기는 전류가 흐르는 길이 합쳐지거나 나뉘지 않는 한 일정하기 때문에 두 전구에 흐르는 전류의 세기는 같다. 또한 두 전구의 저항이 같기 때문에 ‘V = IR’의 오옴의 법칙에 따라 두 전구에 걸리는 전압의 세기 또한 같다. 따라서 전구에서 소비되는 에너지가 같기 때문에 직렬로 연결된 두 전구의 밝기는 같다.
저항의 크기는 길이에 비례하고, 단면적에 반비례한다. 따라서 전구를 직렬로 연결한다면 길이가 늘어나는 것과 같아서 전체 저항이 증가한다. 전압이 일정한 상태에서 회로의 전체 저항 값이 커지면 오옴의 법칙에 따라 그 저항에 걸리는 전류의 크기가 작아진다. 따라서 전구에서 소비되는 에너지가 줄어들기 때문에 전구가 하나인 회로보다 밝기가 더 어둡다.

참고자료

· 없음