1.실험제목: 휘트스톤 브리지2.실험목적: 본 실험에서는 휘트스톤 브리지의 구조와 사용법을 익히고, 미지 저항체의 전기저항을 측정한다.4.결과분석 및 오차분석<결과분석> 이번 실험은 휘트스톤 브리지를 이용하여 가변저항을 바꾸어 가며 미지의 저항의 크기를 측정하는 실험이었다. 실제 실험은 미지의 저항을 측정하는 것이 아니라 R1과 R2를 설정한 후 Ic가 0이 되게 하는 가변저항 R3와 R4의 비율을 측정하는 방식으로 진행되었다. 따라서 Ic가 0이 되면 R4/R3=R2/R1의 등식이 키르히호프 제 2법칙에 의해 성립해야 한다. 하지만 실제 실험 결과, 등식은 정확히 성립하지 않았고, 오차가 발생했다. R1/R2의 비율은 각각 2/3, 1/2, 1/3으로 설정해 세 번 실험을 했다. R4/R3=R2/R1의 등식은 정량적으로 성립하지 않았고, 3번의 실험 결과에서 평균적으로 약 20%의 오차를 나타냈다. 하지만 R1/R2의 비율이 2/3, 1/2, 1/3의 순서로 감소함에 따라 가변저항의 비율(L3/L4) 또한 감소한다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 키르히호프 법칙에 따른 휘트스톤 브리지의 성질(R4/R3=R2/R1)이 대략적으로 성립함을 확인할 수 있었다. 또한 오차율은 고정저항의 비(R1/R2)가 작아질 수록 커졌다.
1.실험제목: 축전기의 축방전2.실험목적: 축전기의 충전,방전이 이루어 질 때, 시간에 따른 전류,전압의 변화를 그래프로 그려 분석하고, 저항값과 축전기의 용량 값 변화에 따른 실험을 실시하고 그 때의 시간상수 변화에 대하여 알아본다.4. 결과분석 및 오차분석<결과분석>이번 실험은 축전기 회로를 이용해 축전기의 충방전이 일어날때, 전압과 전류를 측정하고 이론값과 비교하는 실험이었다. 공통된 결과는 충전 시에는 전압의 크기가 증가하고 전류의 크기가 감소한것이고, 방전 시에는 전압의 크기가 감소하고 전류의 크기가 감소한 것이다. 충전시에 전류의 부호가 +로, 방전시에 -로 나타난 이유는 충전시의 전류의방향을 +로 설정했고 충전시와 방전시의 전류의 방향이 다르기 때문이다.실험1->전압에 따른 축,방전실험에서는 충전시 V(t)=Vmax(1-e^(-t/τ))를 정확히 만족하였고 따라서 초기최대전압비와 시간상수가 지난후의 전압비가 일치하는 양상을 보였다. 또한 I(t)=Imaxe^(-t/τ)도 정확히 만족하여 초기최대전류비와 시간상수가 지난후의 전류비가 일치하는 양상을 보였다.방전시에도 전압,전류가 각각 V(t)=Vmaxe^(-t/τ), I(t)=-Imaxe^(-t/τ)를 만족한다.실험2-> 충전시, Vmax값이 같았기 때문에 시간상수가 모두 달랐지만, V(t)=Vmax(1-e^(-t/τ))식에의해 e의 지수부분이 모두 e^(-1)로 같았기에 저항이 달라져도 전압이 이론값인 3.16에 모두근접하게 나왔다.전류는 Imax=Vmax/R에 의해 Imax값이 모두 다르기에 Imax의 비에따라 값이 도출되었다.실험3->실험2와 마찬가지로 Vmax가 같았고, 실험2와 달리 Imax값도 동일했기에 두 실험은 같은 이론값이 도출되었고 측정값또한 이론값과 비슷하게 도출되었다. 다만, 실험결과표에서는 나타나있지않지만 둘의 시간상수값이 다르기 때문에 전체시간에 대해 전류,전압 그래프를그리면 그래프의 기울기에 있어서 차이가 난다.
1.실험제목: 음극선의 편향2.실험목적: 음극선관을 이용하여 전기장에의한 전자의 편향현상을 실험을 통해 직접 확인한다.4.결과분석 및 오차분석<결과분석>이론값을 구할 때는 식 을 이용해서 구한다.(D: 음극부터 스크린까지의 길이, 140mm L: 편향판의 길이, 27mm s: 편향판의 간격, 8mm)첫번째 실험은 가속전압)을 고정시키고 편향판 전압에 변화를 주면서 측정했다.가속전압을 200V로 고정을 한 뒤, 편향판 전압이 0V, 20V, 25V, 30V일 때 실험을 하였으며, 각각 오차는 3.5%~7.5%였다. 전반적으로 측정값이 이론값보다 작게 나왔다. 오차율도 오차율이지만, 실제 값으로 비교했을 때 약 3mm정도의 차이만을 보이기 때문에 근사하게 측정되었음을 알 수 있다. 이론식을을 보면 편향판전압과 편향거리는 비례양상을 띄는데 실제 측정값또한 비례하기에 실험은 정확하게 또 이론을 잘 반영하게 이루어졌다고 할 수 있다.
1.실험제목: 등전위선과 전기장2.실험목적: 도체판(또는 전해질)에 전류를 흐르게하여 그 위에 등전위선을 그리고 전기장과 등전위선에 관한 성질을 이해한다.4.결과분석 및 오차분석<결과분석> 실험은 여러 모양의 전극에 전류를 흐르게 하고 검침봉을 이용해 전압을 측정하여 등전위선을 그려 확인해보는 실험을 하였다. 기본 전압은 5V로 설정하였고 0.5V 간격으로 같은 전압인 부분을 찾아 모눈종이에 표시하였다. 실험을 통해 위와 같이 막대 전극, 원형 전극, 실린더 모양의 전극과 점 전극의 등전위선 그림을 얻을 수 있었고 대체적으로 전극의 중심 지점을 기준으로 대칭적인 등전위선이 그려졌고 전극에 가까울수록 등전위선의 모양이 더 휘어 있음을 알 수 있었다. 또한 전극의 모양에 따라 등전위선이 달라지는 것을 확인할 수 있다. 전극의 표면에서 외부로의 전기장의 방향은 전극의 표면에 대해 수직이라고 볼 수 있다. 따라서 전기장의 방향에 수직으로 형성되는 등전위선은 전극의 표면과 평행하게 그려지게 된다고 할 수 있다.<오차분석>1. 전위차가 같은 지점들을 찍을때 정확히 같은 지점을 찍지는 못했다. 예를 들어 5V 인 점들을 찍을때 4.98V까지 허용했다. 즉, 소수점 둘째 자리에서 반올림을 했지만 오차가 발생할 수 있다.