[일반물리실험][결과] 직류회로

소개

1. 실험 사진 (칼라) 포함

2. 리포트 16p

3. A+ 받은 리포트

목차

◎ 실험 날짜
◎ 실험자 :
◎ 공동 실험자 :
◎ 실험 목적
◎ 실험 원리
◎ 실험 기구 및 재료
◎ 실험 방법
◎ 질문 및 토의
◎ 결론 및 검토

본문내용

◎ 실험 목적
여러 개의 저항체와 직류 기전력 원으로 구성된 직류 직렬회로와 병렬회로에 걸리는 전압과 전류를 측정하여 Ohm의 법칙과 키르히호프의 법칙을 확인한다.
◎ 실험 원리
1. 전기 회로
1) 전기 회로의 구성
① 전기회로 : 전원과 부하 및 전류가 흐르는 통로인 도선
② 전원 : 기전력을 가지고 있어 전류를 흘리는 원동력이 되는것 ex) 전지
③ 부하 : 전원에서 전기를 공급받아 어떤 일을 하는 기계나 기구 ex) 전구
2) 전기 회로의 전류
① 전류 : 전자의 이동(흐름) 기호는 I , 단위는 [A]
3) 전기회로의 전압
① 전압 : 회로 내에 전류가 흐르기 위해서 필요한 전기적인 압력
② 기전력 : 전류를 연속해서 흘리기 위해 전압을 연속적으로 만들어 주는 힘
③ 전위 : 전기통로의 임의의 점에서 전압의 값
④ 전위차 : 전기통로에서 임의의 두 점 간의 전위의 차
⑤ 접지 : 회로의 일부분을 대지에 도선으로 접속하여 영전위가 되도록 하는 것
2. 옴(Ohm)의 법칙
금속도체는 전도전자들이 있다. 이러한 전자들은 도체에 외부 전기장을 가할 때 쉽게 집단적인 운동을 할 수 있다. 전도전자들이 열적 운동은 불규칙적이어서 전류를 일으키지 않지만 외부에서 전기장을 가하면 전도전자들은 전기장과 반대방향으로 움직인다. 이 운동의 도체에 전류를 일으킨다. 즉 도체에 흐르는 전류의 세기는 걸어준 전기장의 세기에 관계한다고 가정할 수 있다. 이 가정은 Ohm의 법칙이라고 불리며, 다음과 같다.
“일정한 온도에서 금속도체의 두 점 사이 전위차와 전류 비는 일정하다.”
이 일정한 상수를 두 점사이의 전기저항 R이라 한다. 그러므로 도체 양끝 사이의 전위차(전압)가 ΔV이고 전류가 I이면 Ohm의 법칙은 다음과 같이 쓸 수 있다.
ΔV=RI
Ohm의 법칙은 넓은 범위의 ΔV, I 및 온도에 걸쳐 많은 도체들에 대해서 만족된다. I에 대한 ΔV의 값을 그림으로 그리면 직선이 될 것이다. 이 직선의 기울기가 도체의 저항이다. Ohm의 법칙을 따르지 않는 물질도 많이 있음을 유의해야 한다. 저항의 단위는 식(2.1)로부터 volt/ampere 또는 m2kgs-1C-1임을 알 수 있는데 이것을 ohm이라 하며 줄여서 Ω이라 쓴다. 따라서 양끝사이의 전위차를 1volt로 유지할 때 1ampere의 전류가 흐르면 도체의 저항은 1 Ohm이 된다. 일반적으로 거의 모든 물체는 저항이 있으며, 저항이 있는 물체를 저항체라 한다.
3. 저항의 연결
1) 직렬연결
그림 24.1과 같이 저항의 직렬연결에서 모든 저항체에는 같은 전류 I가 흐른다. Ohm의 법칙에 의하여 각 저항에서 전압강하는
V1 = R1I, V2 = R2I, V3 = R3I
이다. 그러므로 전위차의 합은 다음과 같이 된다.
Vs = V1+V2+V3 = (R1+R2+R3)I
이 회로에서 저항은 실질적으로 Vs=RsI를 만족하는 단일 저항 Rs로 치환할수 있다. 따라서 저항의 직렬연결에 의한 합성저항은 다음과 같다.
Rs = R1+R2+R3
2) 병렬연결
그림 24.2와 같이 저항의 병력연결에서 모든 저항체에 인가되는 전위차는 같다. Ohm의 법칙에 의하여 각 저항에 흐르는 전류는
이고 회로에 흐르는 총 전류 I는
이다. 이 회로는 사실상 I=Vp / Rp을 만족하는 단일저항 Rp로 치환될 수 있다. 따라서, 저항의 병렬연결에 대한 합성저항은 다음과 같다.
4. 전기회로망에서 전류를 계산하는 방법(Kirchhoff의 법칙)
전기회로는 그림 24.1에 예시되어 있는 것과 같이 저항체들과 기전력원으로 구성되어 있다. 각 저항체들에 흐르는 전류를 구하는 방법은 키르호프의 법칙으로 알려진 법칙이 있다. 이 법칙은 단지 전하보존과 에너지 보존 법칙을 회로망에 적용한 것이다. 키르호프의 법칙은 다음과 같이 기술될 수 있다.

참고자료

· 일반 물리학 실험 - 청범출판사
· 네이버 백과사전
· www.google.co.kr
· http://blog.naver.com/wtkg2176?Redirect=Log&logNo=10015490216