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알기쉬운 기초 전기 전자 실험 실험 7 결과보고서 A+ 자료

실험 7 저항의 직병렬회로목차1. 실험 목적2. 배경 및 이론3. 실험 도구 및 부품4. 예제5. 실험 방법6. 예상 실험 결과와 결과값 비교7. 문제8. 고찰1. 실험 목적- 직·병렬저항 회로(Series-Parallel Resistor Circuit)의 기본 원리를 이해한다.- 직·병렬저항 회로에서 각 지로(branch)에 흐르는 전류를 측정한다.- 직·병렬저항 회로에서 합성저항의 크기를 측정한다.- 직·병렬저항 회로를 직렬저항 회로로 변환하는 방법에 대하여 살펴보자.2. 배경 및 이론(1)직병렬 회로의 특성- 직병렬 회로는 여러 소자를 직렬과 병렬로 조합하여 사용할 수 있어 복잡한 회로 설계가 가능하다.- 각 부분의 전압과 전류를 고려하여 회로의 전체 전압, 전류, 저항을 계산할 수 있다.(2) 합성저항 구하는 방법- 예를 들어, 두 개의 저항이 병렬로 연결되어 있고, 그 뒤에 또 다른 저항이 직렬로 연결된 경우- 1)병렬로 연결된 저항의 합성 저항을 먼저 공식{1} over {R _{eq}} = {1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + {1} over {R _{3}} +.... 이용하여 계산한다.- 2)그다음, 직렬로 연결된 저항과 합성 저항을 공식R _{eq} =R _{1} +R _{2} +R _{3} +..... 을 이용하여 전체 저항을 구한다.(3) 전류, 전압 구하는 방법- 전류는 직렬일 때는 항상 같고, 병렬일때는 저항의 크기에 반비례하여 흐르는 것을 이용하여 구할 수 있다.- 전압은 전류를 구했다면V=IR을 통하여 구할 수 있다.3. 실험 도구 및 부품(1) 전원 : DC 전원공급기- 전원 공급기는 전력을 공급해주는 장치이다- 전원 공급기는 정전압모드(Constant Voltage), 정전류모드(Constant Current)로 나뉘어진다.(2) DMM(혹은 VOM)- 여러가지의 측정 기능을 결합한 전자 계측기(3) 저항 1/2 [W] : 1[kΩ], 3.3[kΩ], 10[kΩ], 27[kΩ], 100[kΩ], 1[MΩ] 등- 저항은 전기회로에서 전기저항을 주기 위해 만들어진 회로 요소이다.- 옴의 법칙에 따라 저항기 양 끝 단자의 전압과 저항기를 흐르는 전류가 비례관계를 가지게하여, 회로에서 전압을 나누거나 전류를 감소시키거나 하는 수동소자의 역할을 한다.- 왼쪽 사진과 같은 막대저항의 저항값은 가운데 둘러진 띠의 색으로 구분이 가능하며 오른쪽 사진과 같은 방법으로 계산한다.(5) 디지털 멀티미터4. 예제(1) 다음의 그림과 같이 구성된 직?병렬저항 회로에서 합성저항R _{T}는 얼마인가?R _{1,`} `R _{2}는 병렬로 연결되어 있기 때문에 병렬 합성저항을 구하는 공식을 사용해 구하면 5Ω이 나오고 5Ω과R은 직렬로 연결되어 있어서 총 합성저항R _{T}는 15Ω이 나온다.(2) 다음과 같은 회로에서 합성저항R _{T}와 회로 내에 흐르는 전류I _{T}를 구하여라.R _{2,`} R _{3}은 병렬로 연결 되있어서 저항을 합치면 60Ω이 되고R _{1,`} R _{4} ,`60Ω은 직렬로 연결되있어서R _{T}는 85Ω이 된다.I _{2}는V=IR 공식을 사용을 하면60=100kI _{2} 이기 때문에I _{2}=0.6ｍA 가 된다.I _{1}또한 전압이 병렬이기 때문에 60V가 걸리고 공식에 대입을 하면60=150kI _{1}이기 때문에I _{1}=0.4mA가 된다.I _{T} =I _{1} +I _{2}이기 때문에I _{T}=1mA이다.5. 실험 방법(1) 다음과 같은 직·병렬저항 회로를 구성하여라. ([표 7-1]의 저항값 참조)(2) 합성저항R _{T}를 계산하여라(3) 전원전압E _{T}=10 [V]일 때, 전류I _{T} ,I_r2,I_r3의 이론값을 계산하고 전류계를 사용하여 측정하여라.(4) 위의 결과(3)를 가지고 각 저항소자에 걸리는 전압V_r1,V_r2,V_r3를 계산하여라.(5) 전압계를 사용하여 각 저항소자에 걸리는 전압V_r1,V_r2,V_r3를 측정하여라.(6) 저항의 값을 바꾸어 가면서 (1) ~ (5)의 과정을 반복하여라.6. 예상 실험결과와 결과값 비교구분R _{T} [Ω]I_r2 [A]I_r3 [A]I _{T} [A]V_r1 [V]V_r2 [V]V_r3 [V]STEP 1이론값15k0.333ｍ0.333ｍ0.667ｍ6.6673.3333.333측정값14.822k0.337m0.337m0.675m6.6573.3263.326STEP 2이론값40.5k123μ123μ0.247m6.6673.3333.333측정값39.654k125.7μ125.7μ0.252m6.6653.3193.319STEP 3이론값29.48k0.084m0.255m0.339m9.1580.8410.841측정값25.934k85.542μ0.260m0.346m9.1400.8450.845STEP 4이론값107.3k0.068m0.025m0.093m9.320.680.68측정값104.4k69.62μ26.22μ95.90μ9.2920.6880.688-R _{T}는R _{2} ,`R _{3} 가 병렬저항식인{1} over {R _{2}} + {1} over {R _{3}} 이 공식을 사용하고R _{1}과 직렬로 연결 되어있기 때문에 즉R _{T}는R _{1} +( R_2 //R_3 )으로 구할 수 있다.-I _{T} 는R _{T}와 10V의 전압을 알고 있기 때문에I _{T} = {10V} over {R _{T}} 로 구할 수 있다.-I _{r2} ,`I _{r3}는I _{T} 에서 각 저항에 반비례하여 흐르기 때문에I _{T} 를 이용하여 구할 수 있다.-V _{r1} ,V _{r2} ,V _{r3}는 각각 저항의 크기와 전류를 알고있기 때문에V=IR 을 사용하여 구할 수 있다.예상값과 결과값의 비교- 위와 같은 방법으로 예상값이 도출되었고 실험을 통해 결과값이 도출되었다.- 예상값과 결과값의 오차는 디지털 멀티미터의 내부저항 또는 상용저항의 오차로 예상된다.시뮬레이션 프로그램을 통한 재실험STEP저항의 직병렬 회로15ㅣ(10kΩ, 10kΩ, 10kΩ)2(27kΩ, 27kΩ, 27kΩ)3(27kΩ, 10kΩ, 3.3kΩ)4(100kΩ, 10kΩ, 27kΩ)시뮬레이션 프로그램과, 아두이노 프로그램을 통해 재실험하였으며 두가지의 결과가 일치하는 것을 확인하였으며, 실제 실험을 통한 결과값과 유사한 것을 알 수 있었다.7. 문제1. 다음의 회로에서 합성저항R _{T}를 구하여라,R _{T} =10+( {20//30 } )=22Ω2. 다음의 회로에서 저항R _{4}와 전류I_2를 구하여라R _{T} =1k+[8k//(2k+R _{4} )]= {100} over {20m} =5k이다.즉,R _{4} =6kΩ이다.I _{2} =20m {8k} over {(2k+6k)+8k} =10mA이다.3. 다음의 회로에서 전류I _{1} ,I _{2} ,I _{3},I _{t}와 저항 양단전압V _{2},V _{3},V _{5},V _{6} 값들을 구하여라.4. 다음의 회로에서 저항R_1을 구하여라.R _{t} =R _{1} +(15//30//6)=7.5 OMEGA +R _{1}V=I _{T}R_T =(7.5Ω+{R_1 )I_T =100VR _{1} = {100V} over {I _{T}} -7.5Ω이다.5. 다음의 회로에서 공급전압 V를 구하여라.I _{20k} = {20} over {20k} =1mA이다. 그러면

공학/기술| 2025.09.16| 12페이지| 2,000원| 조회(51)

리포트, 전기공학, 저항의 직병렬회로

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알기쉬운 기초 전기 전자 실험 실험 8 결과보고서 A+ 자료

실험 8 키르히호프의 법칙제출일과 목담당교수목차1. 실험 목적2. 배경 및 이론- (1) 키르히호프의 전류법칙(KCL)- (2) 키르히호프의 전압법칙(KVL)3. 실험 도구 및 부품4. 실험 방법5. 예상 실험 결과와 결과값 비교6. 고찰1. 실험 목적- 키르히호프의 전류법칙과 전압 법칙을 이해하고, 이를 실험적으로 증명한다.2. 배경 및 이론- 키르히호프 법칙은 회로 해석에서 매우 중요한 두가지 법칙으로 전압과 전류의 흐름을 설명하는데 사용된다. 이 법칙은 회로 내 전하와 에너지가 보존된다는 원리에 기반하며, 복잡한 전기회로를 분석하고 계산할 수 있게 한다. 키르히호프 법칙은 크게 두가지로 나눠진다.(1) 키르히호프의 전류법칙(KCL)- 키르히호프의 전류 법칙은 전류의 보존 법칙에 기초한 것으로, 한 회로의 임의의 노드에서 들어오는 전류의 총합은 나가는 전류의 총합과 같음을 설명한다. 다시 말해서, 회로의 특정 지점에서 흐르는 전류의 총합은 0이어야 한다.-sum _{} ^{} I _{i`n} = sum _{} ^{} I _{out}- 이 법칙은 회로의 여러 분기점에서 전류가 어떻게 분배되는지를 분석하는 데 사용된다.(2) 키르히호프의 전압법칙(KVL)- 키르히호프 전압 법칙은 에너지 보존 법칙에 기초하며, 폐회로(루프)를 따라 이동할 때 각 구성 요소의 전압 강하의 합은 0이라는 것을 의미한다. 이는 회로 내에서 전위차가 순환하면서 사라지지않음을 보여준다.-sum _{} ^{} V=0- 이 법칙은 회로 내의 전압을 계산하고, 각 소자에 걸리는 전압을 파악하는데 유용하다.키르히호프의 법칙은 직병렬 회로 뿐만 아니라 복잡한 다중 루프회로에서도 적용되며 이를 통해 회로 내의 모든 전류와 전압을 계산할 수 있으며 회로분석을 체계적으로 수행할 수 있다. 이 두가지 법칙은 전기회로이론의 기초로서, 복잡한 회로의 해석과 설계에 있어 필수적이다.3. 실험 도구 및 부품(1) 전원 : 가변 DC 전원공급기 2대- 전원 공급기는 전력을 공급해주는 장치이다- 전원 공급기는 정전압모드(Constant Voltage), 정전류모드(Constant Current)로 나뉘어진다.(2) 계측기 : 테스터기- 여러가지의 측정 기능을 결합한 전자 계측기(3) 저항 1/4 [W] : 1[kΩ] 3개, 2[kΩ] 2개, 3[kΩ] 1개- 저항은 전기회로에서 전기저항을 주기 위해 만들어진 회로 요소이다.- 옴의 법칙에 따라 저항기 양 끝 단자의 전압과 저항기를 흐르는 전류가 비례관계를 가지게하여, 회로에서 전압을 나누거나 전류를 감소시키거나 하는 수동소자의 역할을 한다.- 왼쪽 사진과 같은 막대저항의 저항값은 가운데 둘러진 띠의 색으로 구분이 가능하며 오른쪽 사진과 같은 방법으로 계산한다.(5) 디지털 멀티미터4. 실험방법(1) [그림 8-3] 회로를 결선하고, 각 저항에 흐르는 전류를 측정하여 [표 8-1]에 기록하여라.(2) [그림 8-3] 회로에서 9 [V] 전압원을 12 [V] 전압원으로 바꾸고, 각 저항에 흐르는 전류를 측정하여 [표 8-1]에 기록하여라.(3) [그림 8-4] 회로를 결선하고V _{a = 9 [V],V _{b = 12 [V]인 경우와V _{a = 12 [V],V _{b = 9 [V]인 경우에 대하여 I1, I2, I3 및V _{1,V _{2,V _{3와 접속점 a의 전위 V를 측정하여 [표 8-2]에 기록하여라.5. 예상 실험 결과실험 순서 (1)에서 측정된 결과를 다음 표에 기록하여라.V [V]I _{`1} [mA]I _{`2} [mA]I _{`3} [mA]I _{`4} [mA]9예상값5.8243.1761.5881.059측정값6.5423.5571.7931.18812예상값7.7654.2352.1181.412측정값7.8464.2712.1531.426R _{eq} =R _{1} + {R _{1} R _{2} R _{3}} over {R _{2} R _{3} +R _{1} R _{3} +R _{1} R _{2}} =1.545[k OMEGA ]I _{1} = {V} over {R _{eq}}- 병렬연결된 저항에 인가되는 전류는 저항과 반비례한다.I _{2} :I _{3} :I _{4} =1: {1} over {2} : {1} over {3}I _{2} =V TIMES {1} over {1+1/2+1/3} ,`I _{2} =V TIMES {1/2} over {1+1/2+1/3} ,`I _{3} =V TIMES {1/3} over {1+1/2+1/3}예상값과 결과값의 비교- 위와 같은 방법으로 예상값이 도출되었고 실험을 통해 결과값이 도출되었다.- 예상값과 결과값의 오차는 디지털 멀티미터의 내부저항 또는 상용저항의 오차로 예상된다.- 예상값과 측정값의 오차가 작지 않았지만 키르히호프 전류 법칙을 성립하였다.EX) 실험순서 1 [9V]I _{1} =I _{2} +I _{3} +I _{4} `=3.557+1.793+1.188=6.538 CONG 6.542시뮬레이션 프로그램을 통한 재실험V [V]키르히호프 전류법칙R _{1} =1k ohm ,R _{2} =1k ohmR _{3} =2k ohm ,R _{4} =3k ohm912시뮬레이션 프로그램과, 아두이노 프로그램을 통해 재실험하였으며 두가지의 결과가 일치하는 것을 확인하였으며, 실제 실험을 통한 결과값과 유사한 것을 알 수 있었다.아두이노 프로그램을 통하여 전류를 측정하려고 하였으나 저항의 길이를 조절할 수 없어서I _{1}의 전류만을 측정하였다.[실험순서 (3)에서 측정된 결과를 다음 표에 기록하여라.V _{a} = 9V,V _{b} =12VI _{1} [mA]I _{2} [mA]I _{3} [mA]V _{1 [V]V _{2} [V]V _{3} [V]V [V]실험값-1.909-1.636-3.545-1.9094.909-7.091-7.091결과값V _{a} = 12V,V _{b} =9VI _{1} [mA]I _{2} [mA]I _{3} [mA]V _{1 [V]V _{2} [V]V _{3} [V]V [V]실험값-3.818-0.273-4.091-3.8180.818-8.182-8.182결과값KCL 법칙을 이용하면I _{1} +I _{2} =I _{3} 인 것을 확인할 수 있다.KVL 법칙을 이용하면,-V _{a} =1kI _{1} +2k(I _{1} +I _{2} )#-V _{b} =-3kI _{2} +2k(I _{1} +I _{2} )위의 식을 만들 수 있다. 위의 식을 정리하면,-V _{a} =3kI _{1} +2kI _{2}#-V _{b} =2kI _{1} -1kI _{2}가 나온다. 이 식을 이용하여I_1 ,I_2 를 구하고I _{1} +I _{2} =I _{3} 이 식을 이용하여I_3를구할 수 있다.V_1 ,V_2 ,V_3는V=IR을 통하여 구할 수 있다.V=V_3 와 같다.예상값과 결과값의 비교- 위와 같은 방법으로 예상값이 도출되었고 실험을 통해 결과값이 도출되었다.- 예상값과 결과값의 오차는 디지털 멀티미터의 내부저항 또는 상용저항의 오차로 예상된다.

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리포트, 키르히호프의 법칙, 전기공학

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알기쉬운 기초 전기 전자 실험 실험 10 예비보고서 A+ 자료

실험 10 테브낭, 노튼 정리제출일전 공소 속과 목제 출 인담당교수목차1. 실험 목적2. 배경 및 이론3. 실험 도구 및 부품4. 실험 방법5. 예상 실험 결과1. 실험 목적- 테브낭 정리와 노튼 정리의 개념이해- 복잡한 회로를 간단한 등가 회로로 변환하는 방법 숙달- 측정값을 이용하여 이론ㄱ밧과 비교하여 오차를 분석2. 배경 및 이론1. 테브낭 정리- 등가 전압 : 해당 단자에서 외부 회로를 제거하고 열린 상태에서 측정된 전압이다. 이는 회로에서 부하가 없는 상태에서 두 단자 간에 나타나는 전압이다.- 등가 저항 : 해당 단자의 외부 전원(전압원 및 전류원)을 제거한 후, 회로가 외부에 대해 보이는 저항이다. 여기서 전압원은 단락(short-circuit)시키고, 전류원은 개방(open-circuit)시킨다.단계별 절차1) 회로에서 부하저항을 제거하고 두 단자 사이의 전압을 계산하다.2) 모든 독립 전원을 제거합니다. 전압원은 단락시키고, 전류원은 개방시킨 후, 두 단자 사이의 저항을 계산한다.3) 계산된 테브낭 전압과 저항을 사용해 단순화된 등가 회로를 그린다.4) 최종적으로, 이 등가 회로에 부하 저항을 다시 연결하여 필요한 전류나 전압을 구할 수 있다.2. 노튼 정리- 등가 전류 : 해당 단자에서 외부 회로를 제거하고 단락 상태에서 흐르는 전류이다. 즉, 두 단자가 단락되었을 때 흐르는 전류를 나타낸다.- 등가 저항 : 테브낭 저항과 동일하게, 회로에서 전원들을 제거한 후, 두 단자 사이에 보이는 저항값이다. 전압원을 단락시키고, 전류원은 개방하여 계산한다.단계별 절차1) 부하 저항을 제거한 후, 두 단자를 단락시키고 단락 전류를 계산합니다.2) 모든 독립 전원을 제거하여 회로에서 보이는 저항을 계산합니다. 전압원은 단락시키고, 전류원은 개방합니다.3) Norton 전류와 Norton 저항을 사용해 전류원과 병렬로 저항이 연결된 형태의 등가회로를 그린다4) 계산된 등가회로에 다시 부하 저항을 연결하여, 해당 회로의 전류나 전압을 분석할 수 있다.3. 실험 도구 및 부품(1) 전원 : 가변 DC 전원공급기 2대- 전원 공급기는 전력을 공급해주는 장치이다- 전원 공급기는 정전압모드(Constant Voltage), 정전류모드(Constant Current)로 나뉘어진다.(2) 계측기 : 멀티미터- 여러가지의 측정 기능을 결합한 전자 계측기(3) 저항 1/4 [W] : 1[kΩ], 2[kΩ], 3[kΩ]저항 2 [W] : 100[Ω], 200[Ω]- 저항은 전기회로에서 전기저항을 주기 위해 만들어진 회로 요소이다.- 옴의 법칙에 따라 저항기 양 끝 단자의 전압과 저항기를 흐르는 전류가 비례관계를 가지게하여, 회로에서 전압을 나누거나 전류를 감소시키거나 하는 수동소자의 역할을 한다.- 왼쪽 사진과 같은 막대저항의 저항값은 가운데 둘러진 띠의 색으로 구분이 가능하며 오른쪽 사진과 같은 방법으로 계산한다.(5) 디지털 멀티미터4. 실험방법1. 테브낭 정리(1) [그림 10-8] 회로를 결선하고, a-b 양단의 전압 V를 측정하여 [표 10-1]에 기록하여라(2) [그림 10-8] 회로에서 10 [V]의 직류전압원을 떼어낸 후 이 부분을 단락시키고 단자 a-b 사이의 저항을 테스터기로 측정하여 [표 10-1]에 기록하여라.(3) 다시 [그림 10-8] 회로를 결선하고, 단자 a-b [표 10-1]에 지정한 저항을 접속하여 이 저항에 흐르는 전류를 측정하여 기록하여라.2. 노튼 정리6(1) [그림 10-8] 회로에서 단자 a-b를 단락시켜 이 두 단자에 흐르는 전류를 측정하여 [표 10-2]에 기록하여라.(2) [그림 10-8] 회로에서 전압원을 떼어내고, 이를 단락시킨 후 단자 a-b 사이의 저항을 측정하여 [표 10-2]에 기록하여라(3) 다시 [그림 10-8] 회로를 결선하고, 단자 a-b에 [표 10-2]에 지시된 저항을 접속하고 이 저항에 흐르는 전류를 측정하여 기록하여라.5. 예상 실험 결과(1) 테브낭 정리 실험방법 (1),(2),(3)에서 측정된 결과를 [표 10-1]에 기록하여라V`[V] 이론값R _{0} [ ohm ] 이론값V _{0}[V] 측정값R _{0} [ ohm ] 이론값4.5250표 10-1R=150 ohm R=150[ohm ]R=750[ ohm ]R=1.5k ohm이론값 [mA]11.258.1824.52.571- 단자 a와 b 사이의 전압인 V를 구하기 위해서는 전체저항을 구하여야한다.R _{t} =500+ {750 TIMES (200+500)} over {750+(200+500)} =862 ohm 이다.R _{t}- 을 이용하여 전체회로의 전류I를 구할 것이다,I= {V _{t}} over {R _{t}} = {15} over {862} =17.4mAI _{200} =17.4m TIMES {750} over {750+700} =9mA- ,V=I _{200} R=9m TIMES 500=4.5V- 단자 a와 b 사이의 저항인R _{0}을 구하기 위해서는 단자 a, b를 기준으로 저항을 구하여야한다.R _{0} =500//(200+500//750)=250 ohm시뮬레이션을 통한 실험회로 시뮬레이터브레드보드 시뮬레이터V[V]R _{0} [ OMEGA ]-위의 시뮬레이터 사진은 V=15V를 인가한 단자 a, b를 결선한 뒤 단락시켜 그곳의 전압을 전압계로 측정한 회로를 나타낸 것이다.회로 시뮬레이터브레드보드 시뮬레이터R=150 ohmR=300 ohmR=750 ohmR=1.5k[ ohm ]- 단자 a,b 사이의 전류는 단자사이의 전압과 저항을 통해 이론값을 도출해낼 수 있다.- 위의 4가지 저항으로 이용한 실험을 통해 직렬연결된 저항이 증가할 수 록 전류가 감소한다는 사실을 알 수 있다.(3) 노튼 정리 실험방법 (1),(2),(3)에서 측정된 결과를 [표 10-2]에 기록하여라I _{0}[mA] 이론값R _{0} [ ohm ] 이론값

공학/기술| 2025.09.16| 11페이지| 2,000원| 조회(60)

전기공학, 전기공학실습, 테브낭, 노튼 정리

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알기쉬운 기초 전기 전자 실험 실험 6 결과보고서 A+ 자료

실험 6 저항의 병렬회로 제출일 전 공 소 속 과 목 제 출 인 담당교수 목차 1. 실험 목적 2. 배경 및 이론 3. 실험 도구 및 부품 4. 예제 5. 실험 방법 6. 예상 실험 결과와 결과값 비교 7. 문제 8. 고찰 1. 실험 목적 - 병렬저항 회로에 대해서 살펴보자. - 병렬저항 회로에서 각 저항소자에 걸리는 전압을 측정한다. - 병렬저항 회로에서의 합성저항의 크기에 대하여 살펴보자. - 병렬저항 회로에서의 전압과 전류와의 관계를 살펴보자. 2. 배경 및 이론 1) 병렬 연결 -전압의 동일성: 병렬로 연결된 모든 저항에는 같은 전압이 걸린다. 즉, 두 점 사이의 전압은 모든 저항에 동일하다. -전류의 분할: 병렬 연결된 저항에서는 전체 전류가 각 저항으로 나뉘어 흐른다. 각 저항을 통과하는 전류는 저항 값에 반비례한다. 즉, 저항이 작을수록 더 많은 전류가 흐른다. - 병렬저항의 계산: 병렬 저항의 총 저항(? R _{eq})는 다음과 같이 계산할 수 있다. 1 overR _{eq``} = {1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + {1} over {R _{3}}+..... 이다. 이를 계산하면, R _{eq``} = { 1} over {({1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + {1} over {R _{3}}+....) }이다. 3. 실험 도구 및 부품 (1) 전원 : DC 전원공급기 - 전원 공급기는 전력을 공급해주는 장치이다 - 전원 공급기는 정전압모드(Constant Voltage), 정전류모드(Constant Current)로 나뉘어진다. (2) DMM(혹은 VOM) - 여러가지의 측정 기능을 결합한 전자 계측기 (3) 저항 1/2 [W] : 1[kΩ], 3.3[kΩ], 10[kΩ], 27[kΩ], 100[kΩ], 1[MΩ] 등 - 저항은 전기회로에서 전기저항을 주기 위해 만들어진 회로 요소이다. - 옴의 법칙에 따라 저항기 양 끝 단자의 전압과 저항기를 흐르는 전류가 비례관계를 가지게하여, 회로에서 전압을 나누거나 전류를 감소시키거나 하는 수동소자의 역할을 한다. - 왼쪽 사진과 같은 막대저항의 저항값은 가운데 둘러진 띠의 색으로 구분이 가능하며 오른쪽 사진과 같은 방법으로 계산한다. 4. 예제 (1) 다음과 같은 회로에서 R _{1}=10 [Ω], R _{2}=50 [Ω]이고, R _{2}에 흐르는 전류 I_R2} = 1 [A]일 때 전원전압 E _{r}, 각 저항 양단에 걸리는 전압 V_r1, V_r2그리고 각 저항을 통하여 흐르는 전류 I_R1}, I_R2}를 구하여라. - E_r 는 병렬회로에서 전압은 같기 때문에 E _{r}= V_r2= I_R2} times R_2= 50 [ V] 이다. V_r1, V_r2 역시 병렬로 연결되어 있기 때문에 50 [ V] 이다. I_R1}= {V _{r1}} over {R _{1}}= 5 [A] 이다. I_R2}= 1 [A] 이다. 5. 실험 방법 (1) 다음의 [그림 6-2]와 같이 구성하여라. (2) 저항 R _{1}, R _{2} 양단에 걸리는 V_r1과 V_r2를 측정하여라. (3) 합성저항 R _{t}를 계산하여라 (4) 저항 R _{1}, R _{2}에 흐르는 전류 I_R1과 I_R2를 측정하고 전체 전류 I_t를 측정하여라. (5) 식 (2-6)을 사용하여 전체 전류 I_t를 구하여라. (6) [그림 6-2]에 나타난 모든 저항 대신 합성저항 R _{t}로 대치한 후 회로내를 흐르는 전류 I_t를 측정하여라. (7) 저항의 값을 바꾸어 가면서 (1) ~ (6)의 과정을 반복하여라. 6. 예상 실험결과 구분 V _{r1 [V] V _{r2 [V] R _{t [ k ohm ] I _{r1} [A] I _{r2} [A] I _{t} [A] STEP1 이론값 10 10 0.712 10m 3.03m 14.03 측정값 9.34 9.34 STEP2 이론값 10 10 6.801 0.370m 100μ 1.47m 측정값 10.00 10.00 STEP3 이론값 10 10 0.879 0.370m 10m 11.37m 측정값 측정 생략 STEP4 이론값 10 10 2.421 3.03m 100μ 4.13m 측정값 측정 생략 STEP5 이론값 10 10 0.2778 3.03m 0.370m 4.401m 측정값 측정 생략 - 시뮬레이션 프로그램을 통하여 계산하여 위의 표와 같은 값이 도출되었다. R _{t} = {R _{1} BULLET R _{2} BULLET R _{3}} over {R _{2} R _{3} +R _{1} R _{3} +R _{1} R _{2}}- 병렬 연결이기에 V=V _{r1} =V _{r2}이다. I _{rn} = {V _{rn}} over {R _{n}}I _{t} = {V} over {R _{t}}- STEP 1,2의 V _{r1} ,V _{r2}은 서로 병렬 연결이기에 같은 값을 가지며 V _{r1} =V _{r2} =R _{t} TIMES I _{t}로 계산하였다. - 저항, 전류를 측정하였을 때의 오차는 멀티미터의 내부저항 또는 상용저항의 오차로 예상하였다. [STEP 1] R _{1} =1[k ohm ],`R _{2} =3.3[k ohm ],`R _{3} =10[k ohm ]- 로 설정하였다. [STEP 2] R _{1} =27[k ohm ],`R _{2} =100[k ohm ],`R _{3} =10[k ohm ]- 로 설정하였다. [STEP 3] R _{1} =27[k ohm ],`R _{2} =1[k ohm ],`R _{3} =10[k ohm ]- 로 설정하였다. [STEP 4] R _{1} =3.3[k ohm ],`R _{2} =100[k ohm ],`R _{3} =10[k ohm ]- 로 설정하였다. [STEP 5] R _{1} =3.3[k ohm ],`R _{2} =27[k ohm ],`R _{3} =10[k ohm ]- 로 설정하였다. 7. 문제 1. 다음과 같은 회로에서 합성저항 R _{r는 얼마인가? - 위의 식에 대입하여 풀면 R _{r=10 [Ω] 이다. - R _{r} = {20[ ohm ] TIMES 20[ ohm ]} over {20[ ohm ]+20[ ohm ]} =10[ ohm ] 2. 다음과 같은 회로에서 전원전압 V_t=100 [V]일 때 전류 I_t는 얼마인가? - I_t= I_1 +I_2 +I_3 +I_4 이다. I_1 , I_2 , I _{3}, I _{4} 는 저항이 같기 때문에 똑같은 비율로 전류가 흐른다. 즉, R _{1} I _{1}= 100[V] 이기 때문에 I_1 =10 [mA] 이다. I_t= 40 [mA] 8. 고찰 - 이번 실험은 저항의 병렬회로에 대한 실험이였다. 그 전의 실험인 직렬회로와 같이 기초회로이론과 다양한 과목에서 이 실험에 대한 이론에 대해 적지않은 공부와 학습을 한터라 큰 어려움과 문제 없이 실험을 진행하였다. 이번 실험에서 크게 조원들과 머리를 맞대어 고민해볼 상황이 없었지만, 병렬연결된 회로에서의 각 병렬로 들어가는 전류를 측정하는 부분에서 조원들과 조금은 고민해보았던 것 같다. 하지만 금방 올바르게 전류를 측정하는 방법을 생각하였고 실험을 진행하였다. 이번 실험은 또한 조원 3명 모두 실험을 효율적으로 할 수 있도록 각자의 역할을 잘 이행하여 실험이 일찍 끝났던 것 같다. 앞으로도 안전하고 올바른 실험을 할 수 있도록 조원들과 다짐하였다.

공학/기술| 2025.06.10| 13페이지| 2,000원| 조회(69)

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알기쉬운 기초 전기 전자 실험 실험 5 결과보고서 A+ 자료

실험 5 저항의 직렬회로 제출일 전 공 소 속 과 목 제 출 인 담당교수 목차 1. 실험 목적 2. 배경 및 이론 3. 실험 도구 및 부품 4. 예제(1) 5. 실험 절차 6. 예상 실험 결과와 결과값 비교 7. 예제(2) 8. 고찰 1. 실험 목적 - 직렬저항 회로에서 전체저항의 크기를 측정한다. - 각각의 저항에 걸리는 전압을 측정한다 - 저항과 전압과의 관계를 살펴본다. 2. 배경 및 이론 직렬연결 - 전류의 동일성: 직렬연결에서는 모든 소자를 통과하는 전류가 동일합니다. 즉, 회로의 각 지점에서 흐르는 전류의 세기는 동일하다. - 전압 분배: 각 소자에 걸리는 전압은 소자의 저항 값에 비례하여 분배됩니다. 전체 전압은 각 소자에 걸리는 전압의 합과 같다. - 저항의 합성: 직렬로 연결된 저항의 총 저항은 각 저항을 더한 값으로 구한다. 즉 R _{total} =R_1 +R_2 +R_3+... 의 형태가 된다. 3. 실험 도구 및 부품 (1) DMM (또는 VOM ) - 여러가지의 측정 기능을 결합한 전자 계측 (2) 전원 : DC 전원공급기 - 전원 공급기는 전력을 공급해주는 장치이다 - 전원 공급기는 정전압모드(Constant Voltage), 정전류모드(Constant Current)로 나뉘어진다. (3) 저항 1/2 [W] : 1[kΩ], 3.3[kΩ], 10[kΩ], 27[kΩ], 100[kΩ], 1[MΩ] 등 4. 예제 (1) (1) 저항 R _{1=10[kΩ], R _{2=10[kΩ], R _{3=27[kΩ]일 때 전체저항 R _{t는 얼마인가? R _{t} =10[k ohm ]+10[k ohm ]+27[k ohm ]=47[k ohm ] - 저항의 직렬 연결 시 저항은 R _{eq} =R _{1} +R _{2} +R _{`3} 이다. (2) 전체전압 E _{t=70 [V], 회로에 흐르는 전체전류 I _{t = 2 [A]일 때 전체저항 R _{t는 얼마인가? R _{t} = {E _{t}} over {I _{t}} =35[ ohm ] - 옴의 법칙에 따라 V=IR,`R= {V} over {I} (3) 그림에서 저항 R _{1의 크기는 얼마인가? - R _{1} = {V _{1}} over {I _{t}} =15 ohm - 옴의 법칙에 따라 V=IR,`R= {V} over {I} 5. 실험절차 [1] [그림 5-2]와 같이 회로를 구성한다. [2] 전체저항 R _{t를 계산하고, DMM(혹은 VOM)으로 전체저항 R _{t를 측정하여라. [3] 전원전압 E _{t = 10 [V]로 하였을 때, 각 저항에 걸리는 전압 V _{r1, V _{r2, V _{r3}를 DMM(혹은 VOM)으로 각각의 저항 양단 전압을 측정하여라. [4] 회로에 흐르는 전류 I를 계산하여라. [5] 전류계를 사용하여 회로에 흐르는 전류 I_t를 측정하여라. [6] 저항을 바꾸어 가면서 위의 [1] ~ [5]의 과정을 반복하여라. 6. 예상 실험결과 구분 R _{t} `[k ohm ] E _{t} `[V`]V _{r1} [V`] V _{r2} `[V`]V _{r3} `[V`]I _{t} `[A] STEP1 이론값 137 10 7.299 1.971 0.729 72.993μ 측정값 9.9756 STEP2 이론값 14.3 10 0.699 2.308 6.993 0.699m 측정값 9.9961 STEP3 이론값 40.3 10 0.819 2.451 6.7 0.248m 측정값 9.9916 STEP4 이론값 128 10 0.078 2.109 7.813 78.125μ 측정값 9.9782 STEP5 이론값 104.3 10 0.0959 0.316 9.508 95.877μ 측정값 9.9954 - 시뮬레이션 프로그램을 통하여 계산하여 위의 표와 같은 값이 도출되었다. R _{t} =R _{1} +R _{2} +R _{3}- V _{rn} = {R _{n}} over {R _{1} +R _{2} +R _{3}} TIMES 10[V`]I _{t} = {E _{t}} over {R _{t}}- 결과값의 E _{t}는 다음과 같이 계산하였다. E _{t} =V _{r1} +V _{r2} +V _{r3}- 이론값과 결과값의 오차는 멀티미터의 내부저항 또는 상용저항의 오차값으로 인해 발생한 것으로 예상하였다. [STEP 1] R _{1} =100[k ohm ],`R _{2} =27[k ohm ],`R _{3} =10[k ohm ]- 로 설정하였다. V _{r1} =7.299[V],`V _{r2} =1.971[V],`V _{r3} =0.7299[V] [STEP 2] R _{1} =1[k ohm ],`R _{2} =10[k ohm ],`R _{3} =27[k ohm ]- 로 설정하였다. V _{r1} =0.6993[V],`V _{r2} =2.308[V],`V _{r3} =6.993[V] [STEP 3] R _{1} =3.3[k ohm ],`R _{2} =10[k ohm ],`R _{3} =27[k ohm ]- 로 설정하였다. V _{r1} =0.8186[V],`V _{r2} =2.481[V],`V _{r3} =6.7[V] [STEP 4] R _{1} =1[k ohm ],`R _{2} =27[k ohm ],`R _{3} =100[k ohm ]- 로 설정하였다. V _{r1} =0.0781[V],`V _{r2} =2.109[V],`V _{r3} =7.813[V] [STEP 5] R _{1} =1[k ohm ],`R _{2} =3.3[k ohm ],`R _{3} =100[k ohm ]- 로 설정하였다. V _{r1} =0.0959[V],`V _{r2} =0.3163[V],`V _{r3} =9.588[V] 7. 예제 (2) (1) [그림 5-1]과 같은 회로에서 전원전압 V_t= 94 [V]이고 저항 R_2= 10 [kΩ], R_3= 10 [kΩ]이고 회로내를 흐르는 전류 I_t = 2 [mA]일 때 저항 R_1은 얼마인가? - V_t}= R_1 I_t +R_2 I_t + R_3 I_t- 94=R _{1} TIMES 2m+10k TIMES 2m+10k TIMES 2m, R _{1} =27[k ohm ] (2) 1번 문제의 회로내의 합성저항 R_t는 얼마인가? R _{t} =10k+10k+27k=47[k ohm ] (3) [그림 5-3]과 같은 다전원 회로에서 저항 R에 걸리는 양단의 전압 V _{r}은 얼마인가? - (a)회로 : V _{r} =7.5V - (b)회로 : V _{r} =4.5V~ 8. 고찰 - 이번 실험은 진행하며, 어려움이 크게 없었다. 브레드보드와 멀티미터, 전원공급기에 대해 사용법을 어느정도 숙지한 상태라 막힘없이 실험을 진행할 수 있었다. 하지만 아직은 저항의 색띠를 보고 저항값을 계산하는 것이 서툴러 저항이 섞이게 되었을 때 구분하는데 시간이 조금은 걸렸던 것 같다. 이 점을 좀 더 보완할 수 있도록 하기로 조원들과 다짐하였다. 또한 이번 실험을 통해 저항의 직렬회로에서 각 저항별로 걸리게 되는 전압을 계산하는 법과 각 저항의 전압들의 합이 전원전압이 된다는 사실도 다시 한번 상기시킬 수 있었다.

공학/기술| 2025.06.10| 13페이지| 2,000원| 조회(64)

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