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전전컴설계1 1주차 결과레포트

Report개요와 계측기 1 (전압전류원, DVM)제출일 :분 반 :학 번 :이 름 :1. 초록이번 실험은 기본적인 계측기인 DC 전원 공급기(Power supply)와 디지털 멀티미터(Multimeter)의 사용방법을 숙지하고, 수동 소자의 종류와 특성에 대해서 알아보고, 장비와 소자들을 사용하여 전압과 전류를 측정해보는 실험이다. 실험은 Power supply와 Multimeter를 통해 여러 저항의 크기를 측정해보고, Bread board 에 간단한 회로를 구성해서 전압과 전류를 측정해보기로 한다. 이론적으로 예상한 전압과 전류와 이번 실험을 통해 나온 결과를 비교해보고 분석해보도록 하자.2. 서론가) 실험의 목적● 기본 실험 장비 사용방법 숙지▷ DC 전원 공급기(Power supply)▷ 디지털 멀티미터(Multimeter)● 수동 소자의 종류와 특성 숙지▷ 저항(resister), 콘덴서(capacitor), 코일(inductor)● 전압과 전류의 측정나) 실험이론● 전원공급기 : GPS-3303▷ 전원 스위치 (좌측 하단) ON/OFF = (I/O)▷ 출력 스위치 (좌측 상단) ON/OFF = (light on/off)▷ 3개의 개별적인 출력 제공 (CH1, CH2, CH3)★ CH2 : 하단 왼쪽의 CH2 표기된 2개의 (1/2번째) 단자에서 출력 제공? 왼쪽의 2개 Knob로 전류/전압을 조정하고, 화면에 그 값이 출력됨★ CH1 : 하단 중간의 CH1 표기된 2개의 (4/5번째) 단자에서 출력 제공? 오른쪽의 2개 Knob로 전류/전압을 조정하고, 화면에 그 값이 출력됨★ CH3 : 하단 오른쪽의 CH3 표기된 2개의 (6/7번째) 단자에서 출력 제공? 5V의 고정된 전압 제공 (최대 전류 3A)★ GND : 하단의 3번째 단자로 기준 전압을 제공한다.▷ 3가지 동작 모드 (operation mode)★ 독립 모드 (independent mode): CH1과 CH2가 독립적으로 동작함? 30V, 3A의 전원이 개별적으로 2개 공급됨★ 직렬 동작 (series mode): CH1과 CH2를 직렬로 연결? 30V 이상의 높은 전압이 요구될 때 사용★ 병렬 동작 (parallel mode): CH1과 CH2를 병렬로 연결? 3A 이상의 높은 전류가 요구될 때 사용● 디지털 멀티미터 : Agilent 34405A▷ 측정 값 및 측정 방법★ Resistance/Capacitance in Ω/F : 오른쪽 위와 중간 단자 이용★ AC/DC voltage in Volts (V) : 오른쪽 위와 중간 단자 이용? 측정하고자하는 부분에 병렬로 멀티미터 연결 (내부저항 무한대)★ AC/DC current in Amperes (A) : 오른쪽 중간과 아래 단자 이용? 측정하고자하는 부분의 회로를 단절하고 멀티미터 연결 (내부저항 0Ω)● 저항(resister)▷ 전류의 흐름을 억제하는 소자▷ 저항의 전류가 흐르면 저항에 의해 전압이 강하되며 열에너지가 방출된다.▷ 색으로 저항 읽는 법▷ 3 digits : abc = (ax10 + b)x10c● 콘덴서 (capacitor)▷ 콘덴서 읽는 법 (3 digits)★ abc = (ax10 +b) x 10c pF● 코일 (inductor)▷ 코일 값 읽는 법★ 3 digits? abc = (ax10 +b) x 10c μH★ 4 - band code : 저항값 읽는 방법과 동일하다 ( 단위는 μH)다) 실험의 예상결과● 우리가 이론적으로 계산한 각 회로의 전압과 전류의 값과, 이번 실험을 통해 측정된 전압과 전류의 값은 일치할 것이다. 다만, 전원 공급기와 디지털 멀티미터 그리고 저항 등의 여러 오차의 이유들로 인해 조금씩 값의 오차를 보일 것으로 예상된다. 실험결과를 보고 이러한 오차에 대한 원인을 생각해 보기로 하자.3. 실험장비 및 방법● 실험 장비▷ 전원공급기 GPS-3303▷ 디지털 멀티미터 : Agilent 34405A▷ 저항 : 1k, 2k, 3k, 5k, 10k● 실험 방법▷ 1k, 2k, 3k, 5k, 10k 의 저항을 각각 멀티미터 측정해본다.▷ 아래의 각 회로처럼 Bread board에 회로를 구성해서 전압과 전류를 측정해본다.가) 아래의 회로에서 전압 v1, v2와 전류 i1을 측정나) 아래의 회로에서 전압 v1, v2, v3와 전류 i1을 측정다) 아래 회로에서 전압 v1, v2 와 전류 i1, i2, i3 측정( 안전상 45V가 아닌 20V로 바꾸어 실험 )4. 실험 결과가) 각 저항의 측정 결과 ( 1k, 2k, 3k, 5k, 10k)저항측정사진결과오차율1k0.98kΩ2%2k1.9kΩ5%3k2.89kΩ3.7%5k4.85kΩ3%10k9.68kΩ3.2%(5k 저항은 다음과 같이 2k, 3k 저항을 연결하여 측정함)▷ 각 저항의 측정에서 5% 이내의 오차율을 보이며 값이 측정되었음을 확인 할 수 있었다.나) 아래의 회로에서 전압 v1, v2와 전류 i1을 측정측정 사진측정값오차율회로v10.9929V1V0.71%v21.9877V2V0.615%i10.2007mA0.2mA0.035%다) 아래의 회로에서 전압 v1, v2, v3와 전류 i1을 측정측정 사진측정값이론값오차율회로v1-0.8199V-1V18%v2-1.9024V-2V4.8%v32.9877V3V0.41%i1-1.02107mA-1mA2.1%[실험순서를 다르게 하여 조교님의 허락으로 날짜 인증 네이버 헤드라인 사진을 (다) 실험에 넣었습니다.]라) 아래 회로에서 전압 v1, v2 와 전류 i1, i2, i3 측정( 안전상 45V가 아닌 20V로 바꾸어 실험 )측정 사진측정값이론값오차율회로v111.8589V12v1.17%v27.9795V8v0.25%i15.9857mA6mA0.23%i23.9528mA4mA1.18%i32.0046mA2mA0.23%● 위의 표와 같이 실험결과가 측정 되었다. 모든 실험 측정 결과가 기존에 예상했던 이론값과 비교적 일치 하였고 그 오차율은 낮은 것으로 볼 수 있다. 후에 토론에서 왜 이러한 오차가 생기는지 알아보자.5. 토론▶ 실험의 가설과 일치 여부앞서 예상하였던 실험결과와 비교를 해보면 전원공급기와 디지털 멀티미터를 이용한 저항의 측정과 회로에서의 전압, 전류의 측정에서 측정값이 이론값과 거의 일치하게 나왔으며, 예상하였던 약간의 오차 또한 발생하였다.▶ 저항의 오차 발생 이유우리의 실험 결과를 살펴보면 원래의 저항에 표시된 저항값과 실제 측정 사이에 5% 미만의 오차율을 보였다. 저항의 4-band color code 에서도 나와 있듯이 오차율이 정해져서 나오게 됨을 볼 수 있다. 이는 저항의 제조 공정상 생길 수 밖에 없는 오차 인 것이다. 보통의 경우에 저항을 만들기 위해 탄소 피막을 입히게 되는데 입힌 두께와 막대의 평균면적을 균일하게 익힐 수 있느냐의 문제 이므로 장비의 문제가 되는 것이다. 그러므로 저항의 오차를 줄이기 위해서는 더욱 고가의 장비와 원가가 필요하게 되는 것이다. 하지만 모든 경우에 있어서 저항의 오차가 반드시 없어야 할 필요는 없기 때문에 저항을 대푯값으로 표시를 하고 오차범위를 정함으로써 복잡하지 않게 저항을 사용 할 수 있게 되는 것이다.▶ 전압, 전류의 오차 발생 이유디지털 멀티미터로 전압과 전류를 측정 하였을 때 이론값과 측정값 사이의 오차가 발생 하였는데 이는 비교적 적은 오차율이었다. 이러한 오차가 생기게 되는 이유를 생각해보면 디지털 멀티미터 자체의 정밀도의 영향이 있기 때문이다. 예를 들어 전압을 측정 할 때는 전압계의 내부 저항이 무한대에 가깝게 될수록 저항의 오차가 적게 날 것이고, 전류를 측정 할 때는 전류계의 내부 저항이 0에 가까울수록 오차가 적게 날 것이다. 그러므로 디지털 멀티미터 내의 이러한 내부 저항과 관련된 정밀도가 결과 오차의 영향을 줄 수 있다. 또한 장비가 오래된 것일수록 여러 환경의 요인으로 인하여 오차가 발생 할 수 있다. 또한, 전원공급기에 있는 미터기의 오차로 인해 발생할 가능성도 있다.▶ 오차를 줄이기 위한 방법앞서 오차가 생기는 이유 에서도 언급했듯이 저항의 경우에는 더 고가의 장비와 부품을 사용하여 정밀하게 저항을 만들어 낸다면 오차는 줄어들 것이다. 그리고 디지털 멀티미터와 전원공급기의 경우에서도 오차를 줄이기 위해 내부부품의 정밀함을 높여야 할 것이다. 온도에 의해서도 미세한 오차가 발생 할 수 있으므로 온도 또한 일정하게 조절한다면 오차가 줄어 들 것이다.

공학/기술| 2019.11.04| 13페이지| 1,000원| 조회(194)

전자전기컴퓨터, 전전컴설계1 1주차 결과레포트, 전전컴설계1 1주차 결과

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