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전류천칭에 의한 자기유도

1. 실험 제목 전류천칭에 의한 자기유도 2. 실험 목적자기장과 자기력의 기초 개념을 이해하고 솔레노이드 코일의 자기장을 전류천칭을 이용하여 측정한다.3. 실험 기구솔레노이드 코일, 직류전원 공급장치, 전류천칭, 추, 버니어 캘리퍼스4. 원리 및 이론, 실험 방법<앙페르의 법칙> 전류가 흐르는 도선의 주위에는 자기장이 생기는데, 이 자기장과 전류 사이의 관계를 표현 하는 식이 앙페르의 법칙이다. 자기장을 생성하는 전류를 I라고 하고, 이 전류로 인해 생성 된 자기장 벡터를 B라고 할 때, 전류가 흐르는 도선을 내부에 포함하는 임의의 F의 닫힌 경로를 잡고 이 닫힌 경로를 따라서 자기장을 선적분하면 그 값은 전류 I에 비례하며, 그 비례상수는 국제단위계에서 진공의 투자율  로 주어진다. 이것을 앙페르의 법칙이라고 한 다. 임의의 닫힌 경로를 C라고 하고 앙페르의 법칙을 수식으로 나타내면 다음과 같다.< 중 략 >7. 결론이번 실험을 통해서 자기장과 자기력의 기초 개념을 이해하고 솔레노이드 코일의 자기장을 전 류천칭을 이용하여 측정할 수 있었다. 자기장이 발생하여 자기장에 의해 전하가 받는 힘과 도 선에 의한 전류 발생으로 전하가 받는 힘의 관계식을 구분하여 알게 되었고, 솔레노이드 코일 중심부에서의 자기장 식을 유도하는 과정을 알게 되었다.

공학/기술| 2021.12.05| 7페이지| 1,500원| 조회(596)

실험보고서, 물리보고서, 물리학및실험, 자기유도, 전류천칭, 서울과학기술대, 전류천..

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쿨롱의 법칙 실험 보고서

1. 실험 제목쿨롱의 법칙2. 실험 목적평행판 극판에 전압을 걸고 전자저울을 사용하여 두 판에 작용하는 쿨롱 힘을 측정한 후 유전률을 구한다. 3. 실험 기구측정용 베이스(마이크로미터 부착), Kilovolt DC/AC 전원공급기, 전자저울, 고압연결선, 전극판4. 원리 및 이론, 실험 방법 전하의 크기가 이고 거리가 r만큼 떨어진 두 점전하 사이에 작용하는 정전기력의 크기는 다음 식으로 주어진다.이 표현식을 Coulomb법칙 이라고 부른다. 는 쿨롱 상수이고 자유 공간의 유전률 와 다음의 관계에 있다.실제 실험에서 점전하를 만들기 어려우며, 전하량의 조절 및 두 전하 사이의 거리 조절 등에 힘든 점이 많다. 그러나 축전기를 사용할 경우 두 도체판 사이의 전압과 유전체를 이용해 전하량을 조절할 수 있고, 도체판 사이의 거리 또한 쉽게 조절할 수 있으므로 훨씬 쉽게 실험을 할 수 있다. 따라서 본 실험에서는 축전기를 이용해 쿨롱의 힘을 직접 측정해 보기로 한다. 축전기가 대전되면 극판들은 크기가 같고 부호가 반대인 Q와 –Q의 전하를 갖게 된다. 이때 축전기의 전하는 극판에 충전된 전하량의 크기인 Q를 의미한다. 극판들은 도체이기 때문에 각각이 등전위면이다. 그러나 두 극판 사이에는 전위차가 존재한다. 축전기의 전하 Q와 전위차 는 서로 비례한다.

공학/기술| 2021.11.20| 10페이지| 1,500원| 조회(237)

실험보고서, 물리보고서, 물리실험, 쿨롱, 유전률, 쿨롱의법칙, 서울과학기술대, 서울..

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키르히호프의 법칙 실험 보고서

실험 결과 보고서1. 실험 제목키르히호프의 법칙(Kirchhof`s Law)2. 실험 목적키르히호프 제1법칙(전류법칙)과 제2법칙(전압법칙)을 이해한다.키르히호프 법칙을 실험을 통해 증명한다.3. 실험 기구키르히호프 법칙 실험기, 직류 전류계, 직류 전압계, 멀티미터4. 원리 및 이론, 실험 방법단순한 옴의 법칙만으로 분석이 불가능한 복잡한 회로망의 해석에 키르히호프의 법칙이 사용되고 있고, 제1법칙, 제2법칙이 있다.전기 회로망의 구성은 직렬과 병렬로 연결되며, 회로 내의 시간적으로 변화하는 전류나 전압의 상관관계를 정의한 법칙으로써 단순한 옴의 법칙 만으로 분석이 불가능한 복잡한 회로망의 해석에는 키르히호프의 법칙이 사용되고 있으며, 제1법칙, 제2법칙이 있다.1) 키르히호프 제1법칙(전류법칙=KCL)정의① 회로망의 임의 한 접속점에 유입되는 전류의 총합과 유출되는 전류의 총합이 같다.sum _{k=1} ^{n} I _{k}^{in} = sum _{k=1} ^{n} I _{k}^{out}②회로망의 임의의 한 접속점에 유,출입하는 전류의 대수합은 0이다.sum _{k=1} ^{n} I _{k} =0아래의 그림에서 5개의 가지가 한 개의 접속점을 이루고 접속점으로 유입되는 전류를 +방향, 유출되는 전류를 ?방향으로 하여 KCL을 적용하면I _{1} +I _{3} +I _{4} =I _{2} +I` _{5} 이므로#I _{1} -I _{2} +I _{3} +I _{4} -I _{5} =0`이`된다.2)키르히호프 제2법칙(전압법칙=KVL)정의: 임의의 폐회로망내의 기전력의 대수합은 그 폐회로망 내의 각 소자에 의한 전압강하의 합과 같다.sum _{i=1} ^{n} E _{i} = sum _{j=1} ^{n} R _{j} I _{j}아래의 그림에서 KVL을 적용하면E _{1} =I _{1} R _{1} +I _{3} R _{3} `[V]#E _{2} =I _{2} R _{2} +I _{3} R _{3} `[V]3)폐회로망에서 키르히호프 법칙의 계산아래의 그림에서I _{1} ,I _{2} ,I _{3} ,V _{1} ,V _{2} ,V _{3}를 구하여 키르히호프 전류, 전압법칙이 성립하는지 알아보자.회로에서 KCL, KVL을 각각 적용하면I _{1} +I _{2} =I _{3} ` rarrow I _{1} =I _{3} -I _{2} `````````````(1)#E _{1} =R _{1} I _{1} +R _{3} I _{3} rarrow 10=5I _{1} +10I _{3} ``````````(2)#E _{2} =R _{2} I _{2} +R _{3} I _{3} rarrow 10=10I _{2} +10I _{3} ````````````(3)1번식을 2번식에 대입한 후 2번식과 3번식을 연립방정식으로 풀면I _{1} =500[mA],`I _{2} =250[mA],`I _{3} =750[mA]#`가`되어`키르히호프`전류법칙이`성립함을`알`수`있다.#상기`전류값을`2번식과`3번식에`대입하여`풀면#{10} over {E _{1}} = {5 TIMES 0.5} over {V _{1}} + {10 TIMES 0.75} over {V _{3}} (loop`1)#{10} over {E _{1}} = {5 TIMES 0.25} over {V _{2}} + {10 TIMES 0.75} over {V _{3}} (loop2)가 되어 loop1,2에서 키르히호프 전압법칙이 성립함을 알 수 있다.[실험 방법]1) 전원V _{s1} ,V _{s2} 를`각각`L에`저항`R _{1} ,R _{2} ,R _{3} 는`50 ohm 에`맞추어`놓는다.2) 스위치1은 close, 스위치2는V _{s2,} `스위치3를`open`위치에`놓으면`#V _{s1} ,V _{s2} 를`전원으로`한`R _{1} ,R _{2} ,R _{3} 의`폐회로가`구성`된다.스위치 위치를 한번 더 확인 후 실험 장치에 전원을 인가한다.3)V _{s1} 및`V _{s2} 를`임의의`위치에`두고`그`때의`인가전압을`멀티미터로`측정하여`기록하여`둔다.4)R _{1} ,R _{2} ,R _{3} 가`50 ohm 인`상태에서`이`때`R _{1} ,R _{2} ,R _{3} 에`흐르는`전류`I _{1} ,I _{2} ,I _{3} 와`각`저항에`걸리는`전압#V _{1} ,V _{2} ,V _{3} 을`측정한다.5)인가전압`V _{s1} ,V _{s2} 와`저항`R _{1} ,R _{2} ,R _{3} 의`값을`바꾸어`3)-4)의`과정을`반복한다.6)이론값을 구하여 실헙값과 비교해 본다.※주의사항실험장치에`I _{2} 를`측정하는`전류계는위의`모식도와`반대방향으로`전류를`측정하도록`장착되어`있음을#유의하시오.`따라서`실험`측정치`기입시`I _{2} ,V _{2} 의`부호에`유의하시오.5. 실험치 (실험 데이터)1) 일 때, 전류 및 전압측정인가전압전류 항목I _{1} `[mA]I _{2} `[mA]I _{3} `[mA]I _{1`} '`=`I _{3} -I _{2}V _{s1}V _{s2}2.7441.786이론값24.7-5.530.224.7측정값24.4-5.530.124.6% 오차1.210.000.3310.4052.7363.637이론값12.2-30.342.512.2측정값12.0-30.242.412.2% 오차1.640.3300.2350인가전압전압 항목V _{1} `[V]V _{2} `[V]V _{3} `[V]V _{s1} '`=`V _{1} +V _{3}V _{s2} '`=`V _{2} +V _{3}V _{s1}V _{s1}2.7441.786이론값1.2350.2751.5102.7451.785측정값1.2250.27511.5062.7311.781% 오차0.80970.03640.26490.5100.2242.7363.637이론값0.6101.5152.1252.7353.640측정값0.6041.5022.1232.7273.625% 오차0.9870.85810.094120.2930.4122) 일 때, 전류 및 전압측정인가전압전류 항목I _{1} `[mA]I _{2} `[mA]I _{3} `[mA]I _{1`} '`=`I _{3} -I _{2}V _{s1}V _{s2}2.7363.652이론값6.3-7.714.06.3측정값6.2-7.714.16.4% 오차1.60.00.7141.5872.2752.260이론값7.0-3.410.47.0측정값6.9-3.410.57.1% 오차1.40.00.9621.429인가전압전압 항목V _{1} `[V]V _{2} `[V]V _{3} `[V]V _{s1} '`=`V _{1} +V _{3}V _{s2} '`=`V _{2} +V _{3}V _{s1}V _{s1}2.7363.652이론값0.6301.5402.1002.7303.640측정값0.6291.5462.1032.7323.649% 오차0.1590.38960.14290.0730.2472.2752.260이론값0.7000.6801.5602.2602.240측정값0.7020.6871.5692.2712.256% 오차0.2851.0290.5770.4870.4466. 실험 결과, 오차 분석* ‘5. 실험치’를 작성하면서 수행한 계산과정을 작성하시오.7. 결론실험을 통해서 키르히호프의 제1법칙과 2법칙이 성립하함을 알 수 있었다.이론값과 측정값의 퍼센트 오차가 모두 2퍼센트 이내로 도출되었기 때문에 실험이 제대로 진행되었음을 알 수 있었다. 그러나, 우리 조의 경우에 I2의 측정값이 0이 나와서 실험을 두 번 진행해야 했다.두 번째 실험 결과, 키르히호프 법칙에 따라 계산한 Vs1, Vs2의 결과가 1퍼센트 이내의 오차를 보이며 거의 일치하고, I3,I2로 계산한 I1값도 실제 I1와 거의 같게 나왔다. 이를 통해 키르히호프의 법칙이 올바르게 성립하는 것을 알 수 있다.[오차분석]비록 오차가 2퍼센트 이내로 적게 도출되었지만 미세한 오차가 발생한 원인은 다음과 같다.1)기기 노후화2)실험 기구 내의 도선 자체가 가지고 있는 저항

공학/기술| 2021.11.12| 7페이지| 1,500원| 조회(1,293)

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옴의 법칙 실험 보고서

실험 결과 보고서1. 실험 제목Ohm의 법칙2. 실험 목적회로를 이용하여 옴의 법칙을 알아본다3. 실험 기구옴의 법칙 실험기, 리드선, 멀티미터4. 원리 및 이론, 실험 방법옴의법칙: 전류의 세기는 두 점 사이의 전위차에 비례하고 전기 저항에 반비례한다는 법칙.단위:ohm ,1 ohm =1V의`전압을`가할`때`1A의`전류가`흐르는`도체의`저항저항 R은 도체의 길이에 비례하고, 단면적에 반비례한다.R= rho {l} over {s}어느 저항체에 걸리는 전압 V와 이에 흐르는 전류 I 사이에는 다음과 같은 식이 성립한다.(전류 단위:A)V=RIR은 그 저항체의 저항이고, 저항의 연결에는 직렬연결법과 병렬연결법이 있다.(저항 단위:ohm )R _{s} =R _{1} +R _{2} +R _{3} + BULLET BULLET BULLET 직렬`등가저항`R _{s} 식#{1} over {R _{p}} = {1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + {1} over {R _{3}} + BULLET BULLET BULLET 병렬`등가저항R _{p} 식직렬연결```````````I=I _{1} =I _{2``} `````````````````` TRIANGLE V=I _{1} R _{1} +I _{2} R _{2} =IR _{eq}#````````` TRIANGLE V=IR _{eq} =I _{1} R _{1} +I _{2} R _{2} ```` rarrow R _{eq} =R _{1} +R _{2}#`````````R _{eq} =R _{1} +R _{2} +R _{3} + BULLET BULLET BULLET병렬연결````` TRIANGLE V= TRIANGLE V _{1} = TRIANGLE V _{2} ```````````````````I=I _{1} +I _{2} ``````````I= {TRIANGLE V} over {R _{eq}}#`````I= {TRIANGLE V} over {R _{eq}} = {TRIANGLE V _{1}} over {R _{1}} + {TRIANGLE V _{2}} over {R _{2}} ``` rarrow ``` {1} over {R _{eq}} = {1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}}#``` {1} over {R _{eq}} = {1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + {1} over {R _{3}} + BULLET BULLET BULLET혼합연결[실험방법]1.저항의 직렬연결1)전원`V _{s1} ,V _{s2} 를`L,`저항``R _{1} .R _{2} ,R _{3} 는``50 ohm 으로`맞춘다.#2)스위치`1은`close,`2는`open,`3은`open으로`놓으면``V _{s1} 을`전원으로`한`R _{1} ,R _{3} `저항의#직렬`연결`회로가`구성된다.#3)V _{s1} 을`최소의`위치에`두고`그때의`인가`전압을`멀티미터로`측정하여`기록하고`#R _{1`} 전류계로`측정,`기록한다.#4)멀티미터로`전원`V _{s1} 의`인가`전압을`측정하면서`,`V _{s1} 의`값을`변화시키며`전류를`#측정하며`기록한다.2.저항의 병렬연결1)전원`V _{s1} ,V _{s2} 를`L,`저항``R _{1} .R _{2} ,R _{3} 는``50 ohm 으로`맞춘다.#2)스위치`1은`close,`2는`bypass,`3은`open으로`놓고`저항R _{1} 은`리드선을`이용하여`연결하면#``V _{s1} 을`전원으로`한`R _{2} ,R _{3} `저항의병렬`연결`회로가`구성된다.#3)V _{s1} 을`최소의`위치에`두고`그때의`인가`전압을`멀티미터로`측정하여`기록한다.#4)회로의`총`전류를`R _{1} 전류계를`통하여`측정,`기록하고`R _{2} 전류계+R _{3} 전류계=R _{1} 전류계인지`확인한다.#5)멀티미터로`전원`V _{s1} 의`인가`전압을`측정하면서`,`V _{s1} 의`값을`변화시키며`전류를`#측정하며`기록한다.3. 저항의 혼합연결1)저항의`병렬연결`상태에서`리드선을`제거하면`V _{s1} 을`전원으로`한`R _{1} 의`직렬과``R _{2} ,R _{3} 병렬의`혼합연결`회로가#구성된다.#2)V _{s1} 을`최소의`위치에`두고`그때의`인가`전압을`멀티미터로`측정하여`기록한다.#3)회로의`총`전류를`R _{1} 전류계를`통하여`측정,`기록하고`R _{2} 전류계+R _{3} 전류계=R _{1} 전류계인지`확인한다.#4)멀티미터로`전원`V _{s1} 의`인가`전압을`측정하면서`,`V _{s1} 의`값을`변화시키며`전류를`#측정하며`기록한다.5. 실험치 (실험 데이터)1) 저항의 직렬연결(V=V _{s1`} ,``I`=R _{1}의 전류)R _{1} `=````50````` ohm `,`R _{3} `=```50```` ohm전류 I (mA)4.89.414.018.527.536.545.3전압 V (V)0.4850.9491.4111.8712.7773.6754.572) 저항의 병렬연결(V=V _{s1`} ,``I`=R _{1}의 전류)R _{2} `=```50``` ohm `,`R _{3} `=````50``` ohm전류 I (mA)18.037.252.973.4109.0144.3179.1전압 V (V)0.4830.9451.4071.8672.7723.6694.563) 저항의 혼합연결(V=V _{s1`} ,``I`=R _{1}의 전류)R _{1} `=```50`````` ohm `,`R _{2} `=````50```` ohm ,`R _{3} `=`````50``` ohm전류 I (mA)6.412.618.724.836.948.860.6전압 V (V)0.4840.9471.4101.8702.7773.6764.576. 실험 결과, 오차 분석1) 저항의 직렬연결- I-V 그래프의 기울기(실험값) = 100.79ohm - 이론값 :R _{S} `=`R _{1} +R _{3}=100ohm - 퍼센트 오차 :{LEFT | 100-100.79 RIGHT |} over {100} *100=0.79%2) 저항의 병렬연결- I-V 그래프의 기울기(실험값) = 25.267ohm - 이론값 :R _{P} `=` {R _{2} R _{3}} over {R _{2} +R _{3}}=25ohm - 퍼센트 오차 :{LEFT | 25-25.267 RIGHT |} over {25} *100=1.068%3) 저항의 혼합연결- I-V 그래프의 기울기(실험값) = 75.373ohm - 이론값 :R _{m} `=`R _{1} + {R _{2} R _{3}} over {R _{2} +R _{3}}=75ohm - 퍼센트 오차 :{LEFT | 75-75.373 RIGHT |} over {75} *100=0.497%7. 결론이 실험을 통해서 저항들이 직렬 및 병렬, 혼합으로 연결된 회로에서 전압, 전류를 측정하여 옴의 법칙을 확인하며, 각 회로에서의 등가저항을 실험적으로 측정하고 이를 이론값과 비교하였다. 실험 결과 오차율이 0.79%, 1.068%, 0.497%로 매우 작게 나왔기 때문에 실험이 성곡적으로 진행되었다고 할 수 있다.실험값이 이론값보다 더 크게 나왔는데, 이론값과 실험값이 차이가 나는 이유는 다음과 같다.

공학/기술| 2021.11.05| 6페이지| 1,000원| 조회(384)

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휘트스톤 브릿지에 의한 미지저항 측정 실험 평가A+최고예요

1. 실험 제목Wheatstone-bridge에 의한 미지저항 측정 실험2. 실험 목적휘트스톤 브리지의 구조와 사용방법을 알고, 이것을 이용하여 미지의 전기저항을 정밀하게 측정한다.3. 실험 기구휘트스톤 브리지, 검류계, 멀티미터4. 원리 및 이론, 실험 방법직렬 연결된 저항-두 저항에 같은 전류 I가 흐른다.<중 략>[오차분석]퍼센트오차마다 차이가 컸고, 대체로 크게 나왔다. 최소 1.17%에서 최대 73.49%까지 나왔는데 오차가 작게 나온 실허은 습동저항선의 단자가 거의 가운데 값일 때였고, 습동저항선의 단자가 끝으로 치우쳐져 있을 때는 오차가 대체로 크게 나왔다.(오차 원인)1)실제로는 이론적인 저항값이 길이에 비례한 것과 달리 선저항밀도가 균일하게 이루어져 있지 않아서 오차가 발생했다.1)전류가 아예 안흐르는 0A의 순간을 포착하는데 어려움이 있어 오차가 발생하였다.3)기기 내부 저항을 고려하지 않았다.4)저항기의 노후등의 원인으로 오차가 발생했다..5)멀티미터의 한계로 인한 측정값의 정밀도가 떨어져 오차가 발생했다.

공학/기술| 2021.10.30| 6페이지| 1,000원| 조회(608)

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