1. 목적Digital Multimeter를 이용한 저항(2-wire 측정법, 4-wire 측정법), 전압, 전류의 측정방법을 익히고 DC Power Supply의 사용법을 익힌다. 측정회로를 설계하고 실습을 통하여 확인한다.2. 준비물*기본 장비 및 선Function generator: 1 대DC Power Supply(Regulated DC Power supply(Max 20 V 이상): 1 대Digital Oscillo 오실로스코프(Probe 2 개 포함): 1 대Digital Multimeter(이하 DMM, 220V 교류전원 사용): 1 대40 cm 연결선: 빨간 선 4개, 검은 선 4개 (한쪽은 계측기에 꼽을 수 있는 잭, 다른 쪽은 집게)Breadboard(빵판): 1 개점퍼와이어 키트: 1 개*부품Function 6 V 건전지 1 개리드저항 (10 kΩ, 1/4 W, 5 %): 30 개리드저항: 1/4 W, 5 % 각각 2 개51 Ω, 5 kΩ가변저항 (20 kΩ, 2 W): 2 개3. 설계실습 계획서3.1고정저항 측정3.1-1 DMM을 사용하여 저항(10kΩ, 1/4W, 5%, 30개)을 측정하려한다.(a)이를 위한 회로도와 DMM의 조작방법을 작성하라.측정에 앞서 DMM의 기능스위치를 Ω에 맞춘다. 이후 하나의 도입선은 (V, Ω)이 표시 된 곳에 다른 하나는 “LO”(Low), 또는 “COM”(common, -또는 접지의 역할)이라 표시된 곳에 연결한다. 저항이 회로에 연결되어 있으면 다른 경로로도 전류가 흐르므로 반드시 저항을 회로에서 분리한 이후 저항의 양단에 DMM을 연결하여 저항을 측정한다.
실험 제목제출일학과조보고서 작성자[1] 실험값•진공에서의 빛의 속력 c=2.99792458 x 108 m/s(1) 실험 1 – 10m 길이의 광섬유 케이블 사용회(ns)(ns)(m/s)C실험(m/s)((c-c실험)/c) x100(%)12072512.16 x 1083.23 x 108-7.74%22052492.16 x 1083.23 x 108-.7.74%32072482.32 x 1083.46 x 108-15.41%평균2.21 x 1083.31 x 108-10.30%(2) 실험2 -20m 길이의 광섬유 케이블 사용회(ns)(ns)(m/s)C실험(m/s)((c-c실험)/c) x100(%)12042982.07 x 1083.10 x 108-3.40%22052962.14 x 1083.20 x 108-.6.74%32032962.10 x 1083.14 x 108-4.74%평균2.10 x 1083.15 x 108-4.96%[2] 결과분석(1) 실험1 – 10m 길이의 광섬유 케이블 사용실험 1~3회 모두 케이블의 길이는 일정하게 유지하였으나 빛이 광섬유를 지나는데 걸리는 시간은 모든 실험에 걸쳐 조금씩 다르게 측정되었다. 그러나 1회와 2회에서는 와 의 차가 같아 실험값이 동일하게 나온 반면 3회의 경우는 실험값의 오차율이 1,2회와 7.67%가량 차이가 나며 매우 큰 오차율을 보였다.(2) 실험2- 20m 길이의 광섬유 케이블 사용실험2의 경우에도 케이블의 길이는 일정하나 빛이 광섬유를 지나는데 걸리는 시간의 측정값은 조금씩 다르게 측정되었다. 2회의 오차율이 6.74%로 가장 크게 측정되었다. 실험2의 평균오차율은 4.96%로 실험1의 평균오차율보다 5.34%작게 측정되었다. 따라서 더 긴 광섬유 케이블을 사용할수록 오차율이 더 작아지는 경향성을 확인할 수 있다.[3] 오차 논의 및 검토1)최고점(peak)측정 오류오실로스코프를 사용함에 있어 측정값이 실시간으로 업데이트되며 고정되는 것이 아닌 조금씩 바뀌었다. 결국 바뀌는 값 중 임의의 값을 선택하여 [Run/Stop] 버튼을 눌러 측정하였다. 또한 오실로스코프의 눈금 단위의 한계로 peak의 위치를 정확히 측정하는 것에 한계가 있다.2)광섬유 케이블로 인한 오류모든 실험에 걸쳐 광섬유 케이블의 길이를 0.5m/10m/20m라고 가정하고 실험을 진행하였다. 하지만 광섬유 케이블은 온도와 같은 주위 환경에 의해서 혹은, 케이블이 해당 실험에서만 사용된 것이 아닌 오랫동안 사용되었다는 점에서 길이가 조금 늘어났을 가능성이 있다. 이러한 점을 미루어 보았을 때 케이블의 길이가 길어지면 실험 측정값 또한 증가하므로 케이블의 길이에 대한 오차가 오차율이 음의 값을 가지게 된 것에 대한 원인임을 유추해 볼 수 있다.[4] 결론해당 실험을 통해 빛의 굴절, 굴절률, 내부 전반사 등의 광선 광학의 원리를 이해할 수 있게 되었다. 또한 그 과정에서 오실로스코프를 이용하며 오실로스코프에 대한 기초적인 조작법을 익힐 수 있었다.([3] 오차 논의 및 검토)에서 언급한 오차 원인들을 고려하여 더 정확한 실험을 진행한다면 해당실험의 오차율을 보다 유의미하게 줄일 수 있을 것으로 보인다.
