아주대학교 물리학실험2 실험 15 옴의 법칙(A+)

목차

1. 측정값 및 계산
2. 토의
3. 참조문헌

본문내용

이번 실험의 목적은 탄소저항을 회로에 연결하여 탄소저항이 옴의 법칙을 만족하는지, 그리고 다이오드에 대하여 실험을 통해 옴의 법칙이 만족하지 않는 것을 확인하는 것이다.
옴의 법칙은 전기 회로에서 전압, 전류, 저항 간의 관계를 설명하는 기본적인 법칙이다. 그리고 옴의 법칙을 만족하는 물질을 옴성 물질, 옴의 법칙을 만족하지 않는 물질을 비옴성 물질이라고 한다. 옴의 법칙이 적용되는 옴성 물질은 전압과 전류 사이의 관계가 선형적인 특성을 가지고 있으며, 저항이 일정하게 유지된다. 이에 대한 식은 V=IR이다. 대표적은 옴성 물질로는 금속, 탄소, 합금이 있다. 하지만 이와 반대로 옴의 법칙이 적용되지 않는 비옴성 물질도 존재한다. 이들은 전압과 전류 사이의 관계가 선형적이지 않으며, 저항이 일정하지 않는다. 대표적인 비옴성 물질로는 다이오드, 트랜지스터, 전구, 바리스터, 서미스터 등이 있다. 비옴성 물질인 다이오드는 V=IR의 식 대신 I=I_s (e^(eV⁄kT)-1)이라는 식을 만족하고 비선형적인 그래프를 그린다. 그리고 이를 그래프로 나타내면, 지수함수의 형태로 전압이 문턱전압을 넘어선 순간부터 전류가 급격하게 증가하게 된다. 다이오드는 순방향 바이어스와 역방향 바이어스가 있다. 순방향 바이어스는 다이오드의 양극에 양전압을 가하고, 음극에 음전압을 가하는 상태이다. 이때 다이오드에 충분한 전압이 걸리면 전류가 흐르기 시작한다. 역방향 바이어스는 다이오드의 양극에 음전압을, 음극에 양전압을 가하는 상태이다.이 상태에서는 PN 접합의 전위 장벽이 높아져 전류가 거의 흐르지 않는다. 단, 역방향으로 누설 전류가 소량으로 존재할 수 있으며, 특정 전압 이상에서는 다이오드가 파괴될 수 있다.
실험 1에서는 회로에 탄소저항을 연결하여 표시저항과 저항의 측정값을 비교하였다. 33Ω의 표시저항을가진저항기에 대해 전류 I가 0.088A였고, 전압 V는 2.948V였다. 계산결과 저항은 33.5Ω이 나왔고 실제와 1.51% 차이를 보였다.

참고자료

· 제12판 물리학실험, 아주대학교 출판부, p.131~140