1. 서론- 실험의 목적: 서로 다른 금속의 비저항은 직경을 알고 있는 철사의 저항을 길이에 따른 함수로 나타냄으로써 구할 수 있다. 또한, 길이가 고정된 철사의 저항은 단면적에 반비례함을 알 수 있다.- 이론 정리전류가 철사를 흐를 때, 저항이 R인 철사를 통과하는 동안 전압은 옴의 법칙에 따라V=IR이다. 또, 철사의 저항은 길이(L), 단면적(A), 비저항( rho)에 따라R= { V} over { I}= { rhoL } over { A }와 같이 나타낼 수 있다. 따라서 물체의 비저항은rho= {R} over {L}A= { R} over { L} pi( { d} over {2 }) ^{ 2} 와 같다.(d: 철사의 직경)2. 실험 방법- 실험 장치: 850 인터페이스, 비저항 장치, 패치 코드, 캡스톤 소프트웨어, 도선- 실험 순서① 비저항 장치의 왼쪽 끝에서부터 구리철사를 넣어 끼운다.② 비저항 장치와 850 인터페이스를 연결한다.③ 캡스톤 소프트웨어의 850 output 1을 DC 전압 2V로 설정하고 On 버튼을 누른다. Gain은 1000x로 선택한다.④ 비저항 장치의 슬라이더 프로브를 5cm, 10cm, 15cm, 20cm, 24cm의 위치로 변경해가며 저항 측정값을 기록한다.⑤ 구리철사를 알루미늄 철사로 교체 후 똑같이 측정을 반복한다.⑥ 강철 도선으로 교체한 후, Gain을 10x로 바꾸어 똑같이 측정을 반복한다.⑦ 니크롬 도선으로 교체한 후, 똑같이 측정을 반복한다.⑧ Gain을 100x로 바꾼 후, 두 번째로 굵은 1.01mm 직경의 황동 철사를 이용해 과정을 반복한다.⑨ 슬라이더 위치를 24cm에 고정하고 굵기가 0.51mm, 0.82mm, 1.27mm인 세 개의 황동 철사에 대해 각각 저항 측정을 반복한다.⑩ 측정값을 Brass Wires 표에 입력해준다.⑪ Graph 페이지에 들어가 각종 금속 철사의 저항을 측정한 결과를 선형 fitting하여 기울기를 구한다.3. 실험 결과도선 길이(cm)저항(m ohm)151.022102.103153.164204.225245.05측정 결과 구리 비저항:1.7 TIMES10 ^{-7}도선 길이(cm)저항(m ohm)153.722107.2731510.8542014.3752417.31측정 결과 알루미늄 비저항:5.7 TIMES10 ^{-7}도선 길이(cm)저항(m ohm)1569.06210134.95315201.50420263.77524318.73측정 결과 니크롬 비저항:1.05 TIMES10 ^{-5}도선 길이(cm)저항(m ohm)1549.0421097.08315143.87420191.69524229.70측정 결과 강철 비저항:7.6 TIMES10 ^{-6} 저항(m ohm)굵기(mm)185.270.51234.240.82320.491.01412.931.274. 결론실험을 통해 금속 도선들은R= { V} over { I}= { rhoL } over { A }와 같은 식에 따라 도선의 길이가 늘어날수록 저항의 크기는 커지게 되고, 도선의 굵기가 커질수록 저항은 작아지게 된다는 결과가 도출되었다. 이는 도체의 길이가 길고 면적이 작을수록 도체를 이루는 원자들이 전자와 충돌할 확률이 높다는 것을 의미한다. 실험 결과로부터 구한 비저항의 크기는 니크롬, 강철, 황동, 알루미늄, 구리 순으로 크게 측정되었다. 비저항의 크기가 작을수록 저항이 작아지므로 전기적으로 좋은 도체임을 알 수 있다.
- 실험의 목적저항과 축전기로 이루어진 RC 회로에서 시간에 따른 축전기 전압의 변화를 측정하여 충전과 방전 과정을 이해한다.실험 방법- 실험 장치850 인터페이스, 저항, 축전기, 인덕터 기판, 짧은 도선, 바나나 케이블, 전압 센서 케이블, 캡스톤 소프트웨어- 실험 순서① 바나나 케이블과 저항 R=47, 축전기 C=3900를 직렬 연결한다.② BNC 케이블을 채널 A에 연결 후 축전기의 양단에 연결하고 850 인터페이스의 전원을 켠다. ③ 바탕화면의 RC 회로 파일을 실행 후, 하드웨어 셋업을 눌러 연결 여부를 확인한다.④ 시그널 제네레이터를 눌러 사각 파형과 전압 10V를 인가해 준다.⑤ Record 버튼을 눌러 시그널을 인가된 전압과 측정된 전압 그래프를 얻는다.⑥ Alignment tool을 이용해 발생된 파형의 영점을 맞추어 준다.⑦ 하이라이트 버튼을 이용해 전압 인가 시작점과 끝점을 선택한다.⑧ 피팅을 통해 얻은 B의 역수인 시간상수를 구해준다.⑨ 좌표선택 툴을 이용해 인가전압의 63.2% 지점의 시간과 시간상수를 비교해본다.⑩ 방전 페이지에 들어가 시그널 제네레이터를 눌러 사각 파형과 전압 10V를 인가한다.⑪ Record 버튼을 눌러 시그널을 인가된 전압과 방전 전압 그래프를 얻는다.⑫ Alignment tool을 이용해 발생된 파형의 영점을 맞추어 준다.⑬ 하이라이트 버튼을 이용해 전압인가 시작점과 끝점을 선택한다.⑭ 피팅 툴을 이용해 B의 역수인 시간상수를 구한다.⑮ 좌표선택 툴을 이용해 인가전압의 32.8% 지점의 시간과 시간상수를 비교한다.
- 실험의 목적: 평행판 축전기를 사용하여 두 극판의 전압과 거리에 따른 전기력을 측정함으로써 전하 사이의 전기력에 관한 쿨롱의 법칙을 확인한다.<중 략>2. 실험 방법- 실험 장치: 직류 고압 전원 장치, 평행 판 전극(위판, 아래 판), 접지봉, 전자저울, 전선, 마이크로미터가 부착된 설치 장치, 투명 아크릴 케이스, 수평계