*아* 스토어

*아*

개인

팔로워0 팔로우

소개

등록된 소개글이 없습니다.

전문분야 등록된 전문분야가 없습니다.

판매자 정보

학교정보

입력된 정보가 없습니다.

직장정보

입력된 정보가 없습니다.

자격증

입력된 정보가 없습니다.

판매지수

판매중 자료수

11개
전체 판매량

56개
최근 3개월 판매량

0개
자료후기 점수

-
자료문의 응답률

-

전체자료 11개

일반물리학실험 보고서 - 등전위선과전기장

일반물리학실험 보고서등전위선과 전기장1. 실험 목적주어진 전극 배치에 대해 등전위선과 전기력선을 그려봄으로써 전위와 전기장의 개념을 이해하고, 등전위선과 전기력선의 형태와 관계를 이해한다.2. 실험 원리등전위선 : 모든 점들이 같은 전위에 있는 선- 등전위선 위에서 전하를 일정한 속력으로 이동하는 데는 일이 필요하지 않다.- 전기장 내에는 같은 전위를 갖는 점들이 존재하며, 이 점들을 연결하면 2차원에서 등전위선을, 3차원에서는등전위면을 이룬다.전기력선 : 전기장 내에서 단위양전하가 이동해 가면서 그리는 직선이나 곡선- 전기력선은 방사상 방향이고 무한대까지 뻗힌다.- 전하에 가까이 갈수록 전기력선은 서로 조밀하다 : 전기장의 세기가 증가함을 의미- 양전하에서 시작하여 음전하에서 끝난다.- 양전하에서 나오거나 음전하로 들어가는 전기력선의 수는 전하 크기에 비례한다.- 두 전기력선은 서로 교차할 수 없다.- 전기력선과 등전위선/등전위면은 수직을 이룬다.전기장 : 전하로 인한 전기력이 미치는 공간전하q _{1}과q _{2}가 거리 r만큼 떨어져 있을 때, 전기력의 크기는 아래와 같다.vec{F} =k _{e} {q _{1} q _{2}} over {r ^{2}} hat{r} 수식 1 쿨롱의 법칙이 때k _{e}는 쿨롱 상수이며,8.99 TIMES 10 ^{9} N` BULLET m ^{2} /C ^{2}이다.임의의 전하 q가 다른 전하로 인해 생긴 전기장vec{E}로 인해 힘vec{F}를 받을 때, 그 점에서의 전기장은vec{E} = {vec{F}} over {q} (수식2)로 정의되고, 그 점의 전위 V는 단위 전하당의 위치 에너지로 정의된다. 따라서 전하 q에서 거리 r만큼 떨어진 위치에서의 전위는V= {1} over {4 pi epsilon _{0}} {q} over {r} =k _{e} {q} over {r} [V]수식3그림 1 등전위선과 전기력선3. 실험 기구 및 재료전도성 종이, 코르크판, 전선, 모형자, 핀, 직류 전원 공급기, 멀티미터, 금속 막대 전하, 금속 점전하, 형광펜4. 실험 방법실험 1) 등전위선 측정① 코르크판 위에 전도성 종이, 금속 전하 순으로 올려놓는다.② 금속 전하에 핀을 꽂고 전원을 연결한다. 이때 전극이 전원과 확실히 접촉되었는지 확인한다.③ 전도성 종이 위의 임의의 점에 멀티미터의 한쪽 탐침을 대고 다른 쪽 탐침을 움직이며 전위차(전압)가 0인 점을 형광펜으로 표시한다(전도성 종이와 멀티미터 탐침 사이의 접촉 세기를 일정하게 유지시키고 너무 세게 누르지 않도록 한다).④ 여러 개의 등전위선을 일정한 전위차 간격으로 찾고 (-)극에서 등전위선 사이의 전압을 측정하여 표시한다.실험 2) 전기장 측정① 실험 1에서 찾은 등전위선 위 임의의 점에 멀티미터의 한쪽 탐침을 대고 이 점을 중심으로 다른 쪽 탐침으로 원을 그리며 전위차가 최대가 되는 점을 찾아 표시한다.② 두 지점을 연결한 선을 긋고 화살표를 (+)극에서 (-)극 방향으로 그린다.③ 다시 화살표의 끝 지점에 멀티미터의 한쪽 탐침을 대고 다른 쪽 탐침으로 원을 그리며 전압의 변화를 관찰하여 전압의 변화가 최대인 점을 찾아 형광펜으로 표시한다.④ ②, ③의 과정을 반복한다.⑤ 측정이 끝나면 종이를 꺼내고 등전위선, 전기장 모양, 전극 모양을 그린다.5. 측정값사진 11) 금속 막대 전하2) 금속 점 전하사진 26. 실험 결과 및 논의사진 1과 사진 2에서 원이 아닌 초록색 실선은 등전위선, 빨간색 실선은 전기력선을 의미한다.직류 전원 공급기를 10V로 조정한 뒤, 등전위선은 전극으로부터 5V 지점을 기준으로 양쪽 각각 3번씩 측정했다.1) 금속 막대 전하등전위선은 금속 막대 전하와 같은 형태, 즉 수직 형태로 나타나며, 전기력선은 등전위선과 수직으로 교차하는, 즉 수평 형태를 띤다.2) 금속 점전하등전위선은 금속 점전하에서 둥글게 퍼져나가는 형태로 나타나며, 전기력선은 등전위선과 수직으로 교차하는 형태로 나타난다. 이 때 전기력선은 가운데 선은 수평으로, 위쪽과 아래쪽은 곡선의 형태를 띠게 된다.선이 정확한 직선이나 곡선의 형태가 아닌 것은, 정밀한 기계로 측정을 한 것이 아니고 일일이 손으로 같은 전압인 부분을 찾아 표시하거나 전위차가 가장 큰 부분을 찾아 표시했기 때문이다. 또한 실험에 사용된 형광펜의 굵기가 정밀한 표시를 하기에는 두꺼워 정확한 표시가 어려웠다.7. 결론두 가지 종류의 전하에 대해 등전위선과 전기력선을 종이 위에 나타내보았다.

공학/기술| 2017.01.05| 5페이지| 1,000원| 조회(208)

레포트, 부산대, 컴퓨터공학, 일반물리학실험, 등전위선과전기장

미리보기

닫기
일반물리학실험 보고서 - 축전기의충전과방전

일반물리학실험 보고서축전기의 충전과 방전1. 실험 목적축전기의 충전과 방전 과정을 관찰하여 축전기의 기능을 알아본다.2. 실험 원리1) 축전기의 충전 과정시간 t일 때 축전기에 충전된 전하가 q라면, 전하의 시간 변화율은 전류I= {dq} over {dt}와 같다.축전기의 전하는 축전기에TRIANGLE V=q/C의 전위차를 만드는데, 축전기에 전하가 충전되어TRIANGLE V=V _{0}가 되면 회로에는 전류가 흐르지 않게 된다. 그리고 이때 충전된 전하량은Q= TRIANGLE VC=V _{0} C 이다.키르히호프 제2법칙을 적용하면{q} over {C} +IR=V _{0} 와 같은 식이 나오게 되는데, 이 식은{dq} over {q-V _{0} C} =- {1} over {RC} dt 로 변환할 수 있다.이 미분방정식에서q=V _{0} C(1-e ^{-t/RC} ) 라는 해를 얻을 수 있고, 이때 시간 t는t=RC 로, 시정수라고 부른다.축전기에 걸리는 전위차는TRIANGLE V=V _{0} (1-e ^{-t/RC} ) 이고, 회로에 흐르는 전류는I= {dq} over {dt} = {V _{0}} over {R} e ^{-t/RC} 의 식으로 나타낼 수 있다.그리고 시정수 t는 초기 전류값에 대해 36.8% 감소하는 데 걸리는 시간이며, 전압의 약 63.2%에 도달하는 시간이라고도 한다.2) 축전기의 방전 과정회로의 스위치를 열고 기전력 장치를 분리한 뒤 스위치를 닫으면 충전된 축전기의 전위차에 의해 회로에 전류가 흐르게 된다. 이 때 시간에 따라 충전된 전하량의 변화와 전류를 계산하기 위해 키르히호프 제2법칙을 적용하면{q} over {C} +IR=0 과 같은 식이 나오게 되며, 이 식은{dq} over {q} =- {1} over {RC} dt 로 변환할 수 있다.초기 조건(t=0)일 때 축전기의 전하량이q=Q=V _{0} C 인 것을 적용하면 이 미분방정식에서q=V _{0} Ce ^{-t/RC},I= {dq} over {dt} =- {V _{0}} over {R} e ^{-t/RC} 라는 해를 얻을 수 있다.전류의 (-) 부호는 충전 과정과 반대로 전류가 흐르는 것을 의미한다. 이 때의 시정수는 초기값에 대해 63.2%로 감소하는 데 걸리는 시간이다.3. 실험 기구 및 재료축전기(capacitor), 저항, 직류 전원 공급기, 멀티미터, 초시계4. 실험 방법실험 1) 충전 과정① 표시된 축전기의 용량과 저항의 저항값을 기록하고, 회로를 구성하라.② 전원 공급기의 전원을 켜고 충전 과정이 일어나도록 스위치를 전환한다. 일정한 시간 간격으로 축전기 양단의 전압V _{c}와 회로에 흐르는 전류 I를 측정하여 기록한다.실험 2) 방전 과정① 방전 과정이 일어나도록 스위치를 전환한다.② 일정한 시간 간격으로 축전기 양단의 전압과 회로에 흐르는 전류를 측정하여 기록한다.③ 축전기를 바꾸고 ①~④의 과정을 반복한다.④ 저항을 바꾸고 ①~④의 과정을 반복한다.⑤ 시간(t)대 전압(V _{c}), 시간(t) 대 전류(I)의 그래프를 그린다.⑥ 시간(t) 대 로그전압(lnV _{C}), 시간(t) 대 로그전류(lnI)의 그래프를 그리고 기울기로부터 시정수를 구한다.5. 측정값1)C=100 mu F`R=100k OMEGAV _{0} =10V충전 과정방전 과정tI`(mA)V _{C} `(V)lnIlnV _{c}tI`(mA)V _{C} `(V)lnIlnV _{c}111.80.642.4681-0.446290-9.16.752.2082741.909543210.51.662.3513750.5068181-7.76.022.041221.795087310.02.552.3025850.9360932-6.75.071.9021081.62334148.93.352.1860511.208963-6.04.531.7917591.51072257.94.052.0668631.3987174-5.34.041.6677071.39624566.74.681.9021081.5432985-4.73.601.5475631.28093475.95.231.7749521.6544116-4.23.221.4350851.16938185.35.731.6677071.7457167-3.62.871.2809341.05431294.86.171.5686161.8196998-3.22.561.1631510.940007104.36.571.4586151.8825149-2.82.291.0296190.828552113.86.921.3350011.93441610-2.41.930.8754690.65752123.57.231.2527631.97823911-2.11.630.7419370.4885812-1.91.450.6418540.3715642)C=47 mu F`R=100k OMEGAV _{0} =10V충전 과정방전 과정tI`(mA)V _{C} `(V)lnIlnV _{c}tI`(mA)V _{C} `(V)lnIlnV _{c}144.21.743.7887250.5538850-46.37.43.8351422.00148235.73.373.5751511.2149131-37.16.623.6136171.890095328.84.663.3603751.5390152-26.74.743.2846641.556037423.36.123.1484531.8115623-21.43.413.0633911.226712518.96.862.9391621.9257074-17.22.732.8449091.004302615.47.452.7343682.0082145-13.42.202.5952550.7884576-10.01.772.3025850.570983)C=100 mu F`R=50k OMEGAV _{0} =10V충전 과정방전 과정tI`(mA)V _{C} `(V)lnIlnV _{c}tI`(mA)V _{C} `(V)lnIlnV _{c}17.51.612.0149030.4762340-7.48.622.001482.15408525.93.311.7749521.1969481-5.86.851.7578581.92424934.75.221.5475631.6524972-4.65.451.5260561.69561643.36.171.1939221.8196993-3.64.341.2809341.46787452.66.920.9555111.9344164-2.83.461.0296191.24126962.17.520.7419372.0175665-2.22.760.7884571.01523171.78.000.5306282.0794426-1.82.200.5877870.7884577-1.41.750.3364720.5596166. 실험 결과 및 논의시정수t=RC1)C=100 mu F`R=100k OMEGAV _{0} =10V시정수t=100k OMEGA TIMES 100 mu F=10s충전과정 - 시간 대 전압, 전류충전과정 - 시간 대 로그 전압, 로그 전류방전과정 - 시간 대 전압, 전류방전과정 - 시간 대 로그 전압, 로그 전류2)C=47 mu F`R=100k OMEGAV _{0} =10V충전과정 - 시간 대 전압, 전류충전과정 - 시간 대 로그 전압, 로그 전류시정수t=100k OMEGA TIMES 47 mu F=4.7s방전과정 - 시간 대 전압, 전류방전과정 - 시간 대 로그 전압, 로그 전류3)C=100 mu F`R=50k OMEGAV _{0} =10V시정수t=100k OMEGA TIMES 50 mu F=5s충전과정 - 시간 대 전압, 전류충전과정 - 시간 대 로그 전압, 로그 전류방전과정 - 시간 대 전압, 전류방전과정 - 시간 대 로그 전압, 로그 전류7. 결론시정수를 구하는 공식 t=RC에 의해C=100 mu F`,R=100k OMEGA ,V _{0} =10V 일 때(실험1) 시정수 t는 10s 이고,C=47 mu F`,R=100k OMEGA ,V _{0} =10V 일 때(실험2) 시정수 t는 4.7s,C=100 mu F`,R=50k OMEGA ,V _{0} =10V 일 때(실험3) 시정수 t는 5s 이다.각각의 경우에서 축전기를 충전/방전시킬 때 초기값에 대해 63.2%만큼 감소하게 되는 데 각각 약 10초, 4~5초 사이, 4~5초 사이가 걸렸고, 이는 미세한 오차가 있으나 이론적인 시정수t=RC에 근접하다.이 때 나타나는 오차는 직류 전원 공급기를 조정하던 중 소수점 첫째자리까지만 나타나기 때문에 더 정교하게 조정할 수 없어서 나타났을 수도 있고, 멀티미터 자체의 저항 때문에 값에 오차가 나타날 수도 있다.

공학/기술| 2017.01.05| 6페이지| 1,000원| 조회(137)

레포트, 부산대, 컴퓨터공학, 일반물리학실험, 축전기의충전과방전

미리보기

닫기
일반물리학실험 보고서 - 직류회로

일반물리학실험 보고서직류 회로1. 실험 목적여러 개의 저항체와 직류 전원으로 구성된 직렬 회로와 병렬 회로를 구성하고, 회로의 각 지점에서의 전압과 전류를 측정하여 Ohm의 법칙과 Kirchhoff의 법칙을 확인한다.2. 실험 원리1) Ohm의 법칙금속 도체는 자유 전자를 가지고 있다. 이 전자들은 외부에서 전기장을 가하면 집단적인 운동을 할 수 있는데, 이 열적 운동은 불규칙적이어서 전류를 일으키지는 않지만, 이 때 자유 전자들은 전기장과 반대방향으로 움직인다. 이 운동이 도체에 전류를 일으키게 된다.Ohm의 법칙은 다음과 같이 가정할 수 있다.“일정한 온도의 금속도체의 두 점 사이의 전위차와 전류의 비는 일정하다.”이 일정한 비를 두 점 사이의 전기 저항R 이라 하며, 단위는OMEGA (Ohm)이다. 따라서 도체 양끝사이의 전위차(전압)가 V이고 전류가 I이면 Ohm의 법칙은 다음과 같이 쓸 수 있다.TRIANGLE V=RI```또는`` {TRIANGLE V} over {I} =R(1)Ohm의 법칙은 넓은 범위의 V, I 및 온도에 걸쳐 많은 도체들에 대해 만족이 잘 되지만, Ohm의 법칙을 따르지 않는 물질도 있음을 유의해야 한다.저항의 단위는 식 (1)로부터 V/A(volt/ampere) 또는m ^{2} kgs ^{-1} C ^{-2} 임을 알 수 있고, 이것을 Ohm이라 하며OMEGA 이라 쓴다. 따라서 양끝 사이의 전위차를 1V로 유지할 떄 1A의 전류가 흐르면 도체의 저항은 1OMEGA 이 된다.2) 저항의 연결a. 직렬 연결직렬 연결에서 모든 저항체에는 같은 전류 I가 흐르게 된다.Ohm의 법칙에 의해 각 저항에서의 전압강하는V _{1} =R _{1} I,``````V _{2} =R _{2} I,``````V _{3} =R _{3} I,````` CDOTS 이다.전위차, 즉 전압의 합은V _{S} =V _{1} +V _{2} +V _{3} + CDOTS =(R _{1} +R _{2} +R _{3+} CDOTS )I 이다.따라서 직렬 배치에 의한 연결에서 저항은 전위차, 즉 전압이 모든 저항에 대해 동일하도록 연결한다. Ohm의 법칙에 의하여 각 저항에 흐르는 전류는I _{1} = {V _{P}} over {R _{1}} ,``````I _{2} = {V _{P}} over {R _{2}} ,`````` CDOTS 이고,회로에 흐르는 총 전류 I는I=I _{1} +I _{2} + CDOTS =( {1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + CDOTS )V _{P} 이라고 쓸 수 있다.따라서 저항의 병렬 연결에 대항 합성 저항은{1} over {R _{P}} = {1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + CDOTS 이 된다.3) 전기회로망에서 전류를 계산하는 방법 (Kirchhoff의 법칙)전기회로망은 도체, 즉 저항체들과 기전력 장치로 구성되어 있다. 각 저항체들에 흐르는 전류를 구하기 위해 Kirchhoff의 법칙을 사용한다. 이 법칙은 단지 전하 보존 및 에너지 보존 법칙을 회로망에 적용한 것이다. 이 법칙은 다음과 같이 기술될 수 있다.제 1법칙 : 회로망 내의 한 접점에서 모든 전류의 합은 0이다. (KCL)제 2법칙 : 회로망 내의 임의의 닫힌 경로에서 모든 전압강하의 합은 0이다. (KVL)제 1법칙은 한 접점에 도달한 전하는 그 순간 그 곳을 떠나게 되어 전하가 보존되고 있음을 나타내며, 제 2법칙은 전하가 닫힌 회로를 한 바퀴 회전한 후 그 전하의 순에너지 변화가 0이 되어 에너지가 보존되고 있음을 나타낸다. 제 1법칙을 적용할 때는 접점에서 나가는 전류는 양으로, 접점으로 들어오는 전류는 음으로 약속한다. 제 2법칙을 적용할 때는 아래 약속을 따른다.① 저항 양끝의 전압강하는 전류와 같은 방향으로 이동하는지 반대방향으로 이동하는지에 따라 양 또는 음으로 선택한다.② 기전력원을 지날 때에는 기전력원이 작용하는(전위가 증가) 방향인지 그 반대방향(전위가 감소)인가에 따라 음 또는 양으로 선택한다.그림 14) 저항의 색표시색으로 저항을ES 10 ^{2} OMEGA )±5%, 즉1k OMEGA ±5%의 저항값을 나타낸다.3. 실험 기구 및 재료직류 전원 공급기, 멀티미터, 색저항 3개4. 실험 방법실험 1) 직렬 회로① 직렬 회로를 구성한다.② 직류 전원 공급기의 전압 조정 손잡이를 반시계 방향 끝까지 돌린 후 전원을 넣고 출력선을 회로에 연결한 다음 인가 전압V _{S}를 1V가 되도록 조정 손잡이를 돌린다.③ 멀티미터로 저항R _{1} ,`R _{2} ,`R _{3} 양단의 전위차V _{1} ,`V _{2} ,`V _{3}와 전류 I를 측정한다.④ 전체 전압V _{S}를 1V씩 증가시키면서 과정 ③을 반복한다.⑤ 전원 공급기의 출력선을 회로에서 분리한 후 멀티미터로R _{1} ,`R _{2} ,`R _{3}와R _{S}를 측정한다.⑥ 각 저항 양단의 전위차 대 전류 그래프를 그리고, 최소 제곱법을 이용하여R _{1} ,`R _{2} ,`R _{3}와R _{S}를 구한다.⑦ 색코드의 저항값, 실험 저항값 그리고 멀티미터로 측정한 저항값을 비교한다.실험 1) 병렬 회로① 병렬 회로를 구성한다.② 직류 전원 공급기의 전압 조정 손잡이를 반시계 방향 끝까지 돌린 후 출력선을 회로에 연결한 다음 인가 전압V _{P}를 1V가 되도록 조정 손잡이를 돌린다.③ 멀티미터로R _{1} ,`R _{2} ,`R _{3} 양단의 전위차V _{P}와 각 저항에 흐르는 전류I _{1} ,`I _{2} ,`I _{3}와 전체 전류 I를 측정한다.④ 전체 전압V _{P}를 1V씩 증가시키면서 과정 ③을 반복한다.⑤ 전원 공급기의 출력선을 회로에서 분리한 후 멀티미터로R _{1} ,`R _{2} ,`R _{3}와R _{P}를 측정한다.⑥ 각 저항 양단의 전위차 대 전류 그래프를 그리고, 최소 제곱법을 이용하여R _{1} ,`R _{2} ,`R _{3}와R _{S}를 구한다.⑦ 색코드의 저항값, 실험 저항값 그리고 멀티미터로 측정한 저항값을 비교한다.5. 측정값1) 직렬 회로색코드에 나타난 저항값 :R _{1} =15 S 10 ^{2} ±5%멀티미터로 측정한 저항값 :R _{1} =1.45k OMEGAR _{2} =0.97k OMEGAR _{3} =0.97k OMEGAV _{S}I(mA)V _{1}(V)V _{2}(V)V _{3}(V)0.50.1300.1980.1300.1301.00.2970.4530.3020.3021.50.4250.6470.4310.4312.00.5750.8730.5820.5822.50.7151.0860.7240.7243.00.8471.2850.8570.8573.50.9911.5071.0021.0024.01.1231.7021.1351.1354.51.2631.9181.2791.2795.01.4102.1401.4271.4272) 병렬 회로색코드에 나타난 저항값 :R _{1} =15 TIMES 10 ^{2} ±5%R _{2} =10 TIMES 10 ^{2} ±5%R _{2} =10 TIMES 10 ^{2} ±5%멀티미터로 측정한 저항값 :R _{1} =1.45k OMEGAR _{2} =0.97k OMEGAR _{3} =0.97k OMEGAV _{P}I(mA)I _{1}(mA)I _{2}(mA)I _{3}(mA)0.51.430.360.540.541.02.650.671.011.011.54.011.021.531.532.05.261.352.022.022.56.451.652.472.473.07.952.043.053.053.59.132.353.513.514.010.452.684.014.014.511.733.024.514.515.012.933.304.924.926. 실험 결과 및 논의1) 직렬 회로색코드로 저항을 측정하였을 시R _{1}의 색이 갈색, 녹색, 빨강, 금색이고,R _{2} 와``R _{3}의 색이 갈색, 검정, 빨강, 금색이다.THEREFORE R _{1} =15 TIMES 10 ^{2} ±5%R _{2} =10 TIMES 10 ^{2} ±5%R _{2} =10 TIMES 10 ^{2} ±5%따라서, 직렬 연결의 합성 저항은R _{1} +R _{2} +R _{로 저항을 측정하였을 시THEREFORE R _{1} =1.45k OMEGAR _{2} =0.97k OMEGAR _{3} =0.97k OMEGA 그러므로 합성 저항은R _{1} +R _{2} +R _{3} =(1.45+0.97+0.97) TIMES 10 ^{3} =3.39k OMEGA 이다.두 합성저항은1.1 TIMES 10 ^{2} OMEGA 만큼 오차가 있으며, 색코드로 측정한 값이 더 크다.Kirchhoff의 제 2법칙으로 인해 회로망 내의 임의의 닫힌 경로에서 모든 전위차의 합은 0이다. 따라서V=V _{1} +V _{2} +V _{3} 이다. 전압 값의 오차는 직류 전원 공급기의 전압 조정 손잡이를 수동으로 조절해야 했고, 소수 첫째 자리까지 밖에 나타나지 않았기 때문에 정확히 조절하기 못했기 때문에 나타난다.2) 병렬 회로색코드로 저항을 측정하였을 시R _{1}의 색이 갈색, 녹색, 빨강, 금색이고,R _{2} 와``R _{3}의 색이 갈색, 검정, 빨강, 금색이다.THEREFORE R _{1} =15 TIMES 10 ^{2} ±5%R _{2} =10 TIMES 10 ^{2} ±5%R _{2} =10 TIMES 10 ^{2} ±5%따라서, 병렬의 합성 저항은{1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + {1} over {R _{3}} = {1} over {15 TIMES 10 ^{2}} + {1} over {10 TIMES 10 ^{2}} + {1} over {10 TIMES 10 ^{2}} =2.67 TIMES 10 ^{-3} OMEGA 이다.멀티미터로 저항을 측정하였을 시THEREFORE R _{1} =1.45k OMEGAR _{2} =0.97k OMEGAR _{3} =0.97k OMEGA 그러므로 합성 저항은{1} over {R _{1}} + {1} over {R _{2}} + {1} over {R _{3}} = {1} over {1.45 TIMES 10 ^{3}} + {1} over {0.97 TIMES 10 ^{3} 이다.

공학/기술| 2017.01.05| 5페이지| 1,000원| 조회(92)

레포트, 부산대, 컴퓨터공학, 일반물리학실험, 직류회로

미리보기

닫기
일반물리학실험 보고서 -전자측정연습

일반물리학실험 보고서전자 측정 연습1. 실험 목적물리학 실험에 필요한 기본 전자 측정 장비인 오실로스코프, 함수 발생기, 직류 전원 공급기와 디지털 멀티미터의 사용법을 직류 전압과 교류 전아브이 파형을 측정하고 관찰함으로써 익힌다.2. 실험 원리직류 전압은 시간에 따라 전압이 변하지 않지만, 교류 전압은 시간에 따라 전압이 변한다.(그림 1) 교류 전압은 sine함수의 그래프로 나타낼 수 있으며, 그래프의 진폭은 교류 전압의 최댓값(V _{M})으로 볼 수 있다. 그래프의 한 주기 동안 평균 전압은 0이므로 교류 전압의 크기를 나타내기에 부적합하다. 따라서 교류 전압의 크기는 제곱의 평균을 이용하여 나타낸다. 이때의 크기를 실효 전압(V _{AC})이라고 한다.(수식1)그림 1V _{AC} = sqrt {{1} over {T} int _{t} ^{t+T} {V ^{2}} dt}#`````````````````= sqrt {{1} over {T} int _{t} ^{t+T} {V _{M} ^{2} sin ^{2} wtdt}}#`````````````````= {V _{M}} over {sqrt {2}}3. 실험 기구 및 재료오실로스코프, 함수 발생기, 직류 전원 공급기, 디지털 멀티미터4. 실험 방법실험 1) 직류 전압 측정① 오실로스코프의 입력모드(MODE)는 [CH1], VOLTS/DIV 스위치는 [1V], AC-GND-DC 스위치는 [GND]에 각각 선택한다. VOLTS/DIV가 [1V]에 놓이면 화면에서 수직으로 1칸이 1V가 된다.② CH1 입력 단자에 입력선을 연결한다.③ 오실로스코프의 전원을 켠다. 신호가 화면의 중간에 위치하도록 수직 위치 조정 손잡이(POSITION)을 조정한다.④ 직류 전원 공급기의 좌우 채널 중 하나를 선택하여 전압 조정 손잡이와 전류 조정 손잡이를 반시계 방향으로 돌려 최솟값에 놓는다.⑤ 직류 전원 공급기의 전원을 넣고, 전압 조정 손잡이를 시계 방향으로 돌려 1V가 되도록 한다.⑥ 직류 전원 공급기의 출력 단자에 출력선을 결합한 수 오실로스코프 CH1 입력선에 연결한다.⑦ 오실로스코프 AC-GND-DC 스위치를 [DC]에 놓은 후 신호가 화면의 중간으로부터 한 칸만큼 높아짐을 확인한다.⑧ 직류 전원 공급기의 전압, 오실로스코프의 VOLTS/DIV와 신호가 위치하는 수직 칸 수를 각각 기록한다.⑨ 멀티미터 로터리 스위치를 직류 40V 측정 범위(RANGE)에 놓는다. 이 경우에는 전압을 최대 40V까지 측정할 수 있다.⑩ 멀티미터의 입력선을 직류 전원 공급기의 출력선에 연결하고 전압 V를 측정한다. 이때 측정 범위도 함께 기록한다.⑪ 오실로스코프 VOLTS/DIV를 [0.5V]에 놓는다. 이때는 수직축의 수평선 한 칸이 0.5V에 해당하므로 신호가 화면의 중간으로부터 두 번째 칸에 위치함을 확인하고 측정값을 기록한다.⑫ 9번과 10번 과정을 반복한다.⑬ 직류 전원 공급기의 전압 조정 손잡이를 돌려 0.5V씩 증가시키면서 6번부터 12번 과정을 반복한다.실험 2) 교류 전압 측정① 오실로스코프 모드는 [CH1], AC-GND-DC 스위치는 [GND]에 각각 선택한다.② CH1 입력 단자에 입력선을 연결한다.③ 오실로스코프의 전원을 켠다. 신호가 화면의 중간에 위치하도록 수직 위치 조정 손잡이를 조장한다. 함수 발생기의 출력단자(50OMEGA )에 출력선을 연결한다.④ 진폭(AMPLITUDE) 조정 손잡이를 반시계 방향으로 돌려 최솟값으로 한 후 전원을 넣는다.⑤ 파형 선택 단추(FUNCTION)를 sine파형으로, 주파수 범위 선택 단추(RANGE)를 [100]에 선택한 후 주파수 다이얼을 돌려 [1.0]에 놓는다. 그러면 100Hz의 sine파가 출력된다.⑥ 함수 발생기 출력선에 오실로스코프의 프로브를 연결하고 오실로스코프의 AC-GND-DC 스위치를 [DC]에 놓는다.⑦ 오실로스코프 TIME/DIV를 [5ms]에 놓으면 수평 방향의 1칸이 5ms의 시간 간격을 나타낸다. VOLTS/DIV 손잡이를 [1V]에 놓는다.⑧ 함수 발생기의 진폭 조정 손잡이를 돌려 진폭이 수직으로 한 칸이 되도록 한다. 이때 출력 신호의 진폭은 1V가 된다. 즉V _{M} =1V.⑨ 수평 위치 조정 손잡이를 돌려 신호의 값이 0이 되는 위치를 화면의 중앙에 오도록 맞춘다. 이때 신호의 한 주기가 수평 방향으로 두 칸이 됨을 확인한다.⑩ 함수 발생기의 진동수, 오실로스코프의 TIME/DIV, 한 주기의 수평 칸 수 ,V _{M}을 각각 기록한다.⑪ 멀티미터 로터리 스위치를 40V 측정 범위에 놓는다.⑫ 멀티미터의 프로브를 함수 발생기의 출력선에 접촉시켜 전압V _{AC}를 측정한다.⑬ 멀티미터의 프로브를 함수 발생기의 출력선에서 분리한다. 멀티미터의 로터리 스위치를 Hz(진동수 측정 기능)에 놓고 다시 연결한 다음 진동수를 측정한다.⑭ 함수 발생기의 진동수와 진폭(전압)을 바꾸면서 11번부터 14번까지의 과정을 반복한다. 출력 신호에 따라 파형을 정확하게 관찰하기 위해 오실로스코프의 TIME/DIV와 VOLTS/DIV를 적절하게 조정한다.5. 측정값1) 직류 전압 측정직류 전원 공급기오실로스코프멀티미터VVOLTS/DIV수직 칸 수VRANGEV1.01V1칸1V40V1.06V0.5V2칸1V1.51V1.6칸1.6V40V1.59V0.5V3.3칸1.65V2.01V2.1칸2.1V40V2.09V2V1칸2V2) 교류 전압 측정함수 발생기오실로스코프멀티미터진동수(Hz)V _{M}V _{AC}TIME/DIV한 주기의 수평 칸 수진동수(Hz)진동수(Hz)V _{AC}1001.0V1/ sqrt {2}V5ms2칸100Hz98.7Hz1.32V2.0V2/ sqrt {2}V5ms2칸100Hz2001.0V1/ sqrt {2}V1ms5칸200Hz197.5Hz2.76V2.0V2/ sqrt {2}V1ms5칸200Hz5001.0V1/ sqrt {2}V1ms2칸500Hz492.6Hz1.25V2.0V2/ sqrt {2}V1ms2칸500Hz6. 실험 결과 및 논의1) 직류 전압 측정직류 전압을 측정할 때 오실로스코프에는 수평의 직선이 나타났다. 2.실험원리의 그림1에서 확인할 수 있듯, 이것은 직류 전압을 나타낸다고 볼 수 있다. 오실로스코프에서 직류 전압은 VOLTS/DIV*수직 칸 수 이다. 이 수식을 이용한 결과로 1V에서 VOLTS/DIV가 1V일 때 수직 칸 수가 한 칸, 0.5V일 때 두 칸으로 나타났다. 직류 전원 공급기와 오실로스코프에 나타나는 값에 약간의 오차는 있었으나, 마찬가지로 1.5V와 2V에서도 VOLTS/DIV를 설정했을 때 그에 맞는 수직 칸 수가 오실로스코프에 나타나는 것을 볼 수 있었다. 이를 각각 멀티미터로 측정했을 때, RANGE 40V에서 약간의 오차는 있으나 거의 비슷한 전압이 측정되었다.2) 교류 전압 측정교류 전압을 측정할 때 오실로스코프에는 sine파형이 나타났다. 이 역시 2.실험원리의 그림1에서 확인할 수 있듯, 교류 전압을 나타낸다고 볼 수 있다. 교류 전압의 진동수(Hz)는 (TIME/DIV*수평 칸 수)의 역수로 구할 수 있다. 이를 이용하여 오실로스코프의 TIME/DIV를 일정하게 설정한 상태에서 함수 발생기의 진동수를 증가시키면 한 주기의 수평 칸 수가 줄어드는 것, 즉 주기가 짧아짐을 알 수 있었다. 동일한 진동수에서

공학/기술| 2017.01.05| 5페이지| 1,000원| 조회(90)

레포트, 부산대, 컴퓨터공학, 일반물리학실험, 전자측정연습

미리보기

닫기
일반물리학실험 보고서 - 전류저울

일반물리학실험 보고서전류저울1. 실험 목적전류가 흐르는 전선이 자기장 속에서 받는 힘을 측정하여 자기장을 계산하고, 전류와 자기력과의 관계를 이해한다.2. 실험 원리vec{F _{B}} = vec{IL} TIMES vec{B} : 전류가 흐르는 도선이 자기장 속에 있을 때 받는 자기력전류의 방향과 자기장 사이의 각이PHI 일 때 자기력의 크기 :F _{B} =ILBsin PHI I, L의 값이 주어진 상태에서 힘vec{F _{B}}를 측정하면 자기장의 크기 B는B= {F _{B}} over {IL`} 이다.3. 실험 기구 및 재료전류저울 장치, 전류 고리 세트, 전자저울(0.01g), 멀티미터, 직류 전원 공급기(3A)4. 실험 방법? 직류 전원 공급기의 정전류 상태 설정① 직류 전원 장치의 (+), (-) 출력 단자에 아무것도 연결시키지 말고 전원을 켠다.② 전압 조정 손잡이를 돌려 1V에 맞추고 전류 조정 손잡이를 시계 반대 방향으로 끝까지 돌린다.③ 회로에 연결하고 정전류 상태 표시등이 켜진 것을 확인한 후 전류 조정 손잡이를 돌려 전류를 제어한다.? 자석 장치 주위에 자기장에 의해 손상될 수 있는 기기의 접근을 피한다.실험 1) 전류와 자기력① 실험 장치를 한다(전류 고리는 가장 짧은 길이로 선택).② 저울의 전원을 켠다.③ 자석 장치를 저울 위에 올리고 전류 고리를 내려서 고리면이 자기장의 방향과 나란하도록(고리의 아랫변을 이루는 도선이 자기장과 수직하도록) 자석 장치의 위치를 조정한다.④ 전류를 0A로 설정하고 저울의 ‘용기’ 버튼을 눌러 저울 눈금이 0이 되게 한다.⑤ 전류를 0.5A씩 최대 3A까지 올리면서 저울을 읽고 힘을 계산하여 기록한다.⑥ 전류와 힘의 그래프를 그리고 자기장을 그린다.실험 1) 도선의 길이와 자기력① 길이가 다른 전류 고리를 여러 개 선택하여 실험 1의 과정을 되풀이한다.② 전류가 1A, 2A, 3A일 떄 도선의 길이와 힘의 그래프를 그리고 자기장을 구한다.5. 측정값1) 전류와 자기력L=3.2cm`(0.032m)전류(A)질랑(g)힘(N)( TIMES 10 ^{-3} )0000.50.111.07810.232.2541.50.353.432.00.464.5082.50.575.5863.00.686.664B=0.05985T2) 도선의 길이와 자기력L=1.2cm`(0.012m)L=2.2cm`(0.022m)L=4.2cm`(0.042m)전류(A)질량(g)힘(N)( TIMES 10 ^{-3} )전류(A)질량(g)힘(N)( TIMES 10 ^{-3} )전류(A)질량(g)힘(N)( TIMES 10 ^{-3} )0000000000.50.030.2940.50.050.490.50.161.56810.070.68610.131.27410.313.0381.50.111.0781.50.201.961.50.464.5082.00.151.472.00.282.7442.00.615.9782.50.191.8622.50.363.5282.50.767.4483.00.222.1563.00.434.2143.00.908.82B=0.049894TB=0.050315TB=0.061522T6. 실험 결과 및 논의1) 전류와 자기력힘(N)은F=mg 공식을 사용하여 구할 수 있고, 질량이 kg이 아닌 g단위였기 때문에 힘의 결과값에10 ^{-3}을 곱해주어야 한다.자기장의 크기 B는 각 전류에 따른 자기장의 크기를 평균낸 값으로,F=mg 식과F=ILBsin PHI 식을 연립하여B= {mg} over {ILsin PHI } 를 이용하여 구할 수 있다. 여기서PHI `=90 ^{o} 이기 때문에B= {mg} over {IL} 이 된다.따라서 자기장의 평균 크기B=0.05985T, 약0.06T 정도가 된다.2) 도선의 길이와 자기력자기장의 크기는 실험1) 전류와 자기력 에서와 같은 방법으로 구할 수 있다.도선의 길이 L이 1.2cm, 즉 0.012m일 때의 자기장의 평균 크기B=0.049894T, 약0.05T 정도가 된다.도선의 길이 L이 2.2cm, 즉 0.022m일 때의 자기장의 평균 크기B=0.050315T, 약0.05T 정도가 된다.도선의 길이 L이 4.2cm, 즉 0.042m일 때의 자기장의 평균 크기B=0.061522T, 약0.06T 정도가 된다.7. 결론도선의 길이가 고정되어 있으면, 전류가 증가함에 따라 질량이 증가하고, 따라서 힘F=mg가 질량에 비례하기 때문에 증가하게 된다.

공학/기술| 2017.01.05| 4페이지| 1,000원| 조회(137)

레포트, 부산대, 컴퓨터공학, 일반물리학실험, 전류저울

미리보기

닫기