키르히호프의 법칙, 전압분배 회로,

소개

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목차

1. 실험 6. 키르히호프의 법칙
2. 실험 7. 전압분배 회로

본문내용

3. 결과분석 및 토의
(1) 결과분석
1) 전압법칙
실험 (1)은 그림 6-1 과 그림 6-2 의 회로를 통해 키르히호프의 전압 법칙을 확인하기 위한 것이었다. 키르히호프의 전압 법칙(KVL)은 임의의 폐회로(경로)에서 전압상승과 전압강하의 합이 0 임을 나타내는 법칙이다. 이를 심볼 형태로 나타내면 ∑ = 0으로 나타낼 수 있다. 이를 이용하면 그림 6-1 의 회로에서는 V = 1 + 2 + 3 + 4가 성립하고, 그림 6-2 의 회로에서는 V = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 가 성립한다는 것을 알 수 있다.

다음 사진과 같이 그림 6-1, 그림 6-2 의 회로를 브레드보드에 구성하였다.

사진 6-1. 전압법칙 확인 회로 (1)

사진 6-2. 전압법칙 확인 회로 (2)

사진 6-1에서 저항 4개를 직렬로 연결하여 저항 양단에 전압이 인가되도록 하였다. NI myDAQ 기기의 Measurement Settings를 Voltage으로 설정한 후, NI myDAQ 기기의 Voltage단자와 COM단자에 각각 리드를 연결해 주었다. 인가한 전압은 +15V임을 고려하여 측정 범위(Range)를 +20V로 설정하였다. 이후 저항의 양단에 전압 프로브를 접촉시켜 각각의 전압을 측정해 주었다. 실험 결과, 실제 V의 값은 15[V]보다 조금 작은 14.52[V]로 측정되었다. 전체 전압이 실험 결과와 같이 14.52[V]일 경우, 각 저항에 인가되는 전압의 실험값과 이론값 사이의 오차는 다음 표와 같다.

표 6-3 에서도 알 수 있듯이, 각 저항에 걸리는 전압의 실험값과 이론값 사이의 오차율은 0.20[%] 미만으로 비교적 정확하게 측정되었다. 또한 전체 전압인 V 의 값과 1 +2 +3 +4 의 값은 같다는 것을 통해 키르히호프의 전압 법칙(KVL)이 성립한다는 것을 확인할 수 있었다.
사진 6-2 에서 저항을 직렬 및 병렬로 연결하여 저항 양단에 전압이 인가되도록 하였고, NI myDAQ 기기를 사용하여 사진 6-1 과 같은 방법으로 실험을 진행하였다. 실험 결과, 실제 V 의 값은 15[V]보다 조금 작은 14.62[V]로 측정되었다. 전체 전압이 실험 결과와 같이 14.62[V]일 경우, 각 저항에 인가되는 전압의 실험값과 이론값 사이의 오차는 다음 표와 같다.

참고자료

· J. David Irwin & R. Mark Nelms, Engineering Circuit Analysis, 11 th edition, Wiley, 2015, p37-p45