예 비 보 고 서실험 23. 평형 브리지 회로실험 24. 중첩의 정리제목 : 실험 23. 평형 브리지 회로1. 관련이론-브리지 회로를 사용하면 저항값을 정밀하게 측정이 가능하다.-휘이스톤 브리지에서 각 가지의 전압강하는 옴의 법칙을 통하여 구해지는데 이 때 이 때 브리지의 평형을 구하는 공식을 통하여 세 개의 저항 값을 안다면 아래 식을 통하여 미지의 저항기의 값을 구할 수 있다.-Rx=(R2*R3)/R1=(R2/R1)*R3-휘이스톤 브리지는 저항값 측정 외에도 온도나 빛 습도나 무게 등의 변화를 표시하기 위한 전압 발생 회로에 자주 이용됨2. 실험과정 Pspice로 구현표 23-1.의 브리지 측정 ()위 이론에서의 공식을 이용하면 Rx는 R3가 되는데 이를 최대값으로 올리면 10kΩ이 된다.제목 : 실험 22. 망로 전류를 이용한 회로해석1. 관련이론-중첩의 정리 : 하나 이상의 전압원을 가진 선형회로에서 임의의 소자에 흐르는 전류는 개별 전압원에 의해 생성된 전류의 대수적 합과 같다.
결 과 보 고 서실험 23. 평형 브리지 회로실험 24. 중첩의 정리제목 : 실험 23. 평형 브리지 회로1. 실험결과- 표 23-1.의 브리지 측정 ()Resistor Number123R3, Ω1.87k2.01k2.26kRated(color code) value, Rx, Ω1.8k2.00k2.20kPercent tolerance, Rx, %969997Calculated value, Rx, Ω1.8k2.0k2.20k2. 고찰1. 평형 브리지 회로에서 서로 마주보는 두가지의 저항의 곱이 같으므로 다른 세 저항을 안다면 공식을 사용하여 미지의 저항 값을 구할 수 있다.2. 교정된 표준 가변저항 및 허용오차가 낮은 저항기의 사용과 일정한 전압을 공급하는 Power supply의 사용과 R1과 R2 값이 같게 하여 최대 정밀도를 구할 수 있다.3. 이 평형 브리지 회로가 감도 낮은 검류계나 다른 기기를 사용하는 이유는 평형 상태를 맞추기 위해서다. 이 평형 상태가 깨진다면 정확한 저항값을 측정할 수 없기 때문에 고감도 기기를 사용하는 것이다.4.허용오차 이내이다.5.상관없다. 전압이 높거나 낮아지면 각 상황에 따라 전류가 높아지고 낮아지며 공급 전압이 0이면 회로가 실행되지 않는다.제목 : 실험 24. 중첩의 정리1. 실험결과-- 표 24-1.단독에 의한 영향Current,Voltage,: 9.3:7.64: 3.3:7.28: 6.0:7.25표 24-2.단독에 의한 영향Current,Voltage,: 4.0:3.31: -1.5:3.32: 5.5:6.63표 24-3.과에 의한 영향Measured ValuesCalculated ValuesCurrent,Voltage,OnlyOnlyandTogetherCurrent,Voltage,Current,Voltage,Current,Voltage,13.311.09.427.694.013.2613.2511.01.794.023.337.33-1.49-3.241.814.4211.814.06.187.335.626.8111.7513.952. 고찰1. 회로의 임의의 두 점 간의 전위차는 각 전원이 단독으로 존재할 때 두 점간의 전위차의 총합과 같다. 임의의 점에서의 전류 또한 그 점을 흐르는 전류의 총합과 같다.2. 각 표의 전류 값만 확인해 봐도 중첩의 정리를 입증할 수 있다.3.4. 전류값 자체에는 영향을 끼치지 않으나 반대로 흐르게 된다.* 주의사항- 무조껀 제출기한까지만 받음.- 보고서는 개인별 제출(동일 내용 발견시 모두 0점 처리함)- 무조껀 보고서 형식에 따를 것.
예 비 보 고 서실험 21. 최대 전력전송실험 22. 키르히호프 전류법칙제목 : 실험 21. 최대 전력 전송1. 관련이론- 전력[W]은 단위 시간당 일의 양으로 정의되며 저항에 의하여 소모된 전력은 P=VI의 공식을 통하여 구할 수 있다.- 전력은 옴의 법칙이 성립하므로 다음과 같은 공식으로 표현될 수 있다.P=V*IP=I^2*RP=(V^2)/R- 위 그림은 전원인 Vs로부터 Rl에 전력을 전달하는 회로를 보여주는데 Rl에 의하여 소비되는 전력은 Pl = (I^2)Rl로 나타낼 수 있으며 Rt = Rc + Rl이므로 I={Vs/(Rc+Rl)}을 첫 식에 대입하여 풀면 최대 전력전송을 위한 Rc를 구할 수 있다. 즉 이러한 정전압원에 의한 최대 전력전송은 전압원의 내부저항과 부하저항이 같을 때 발생함을 위 방법을 통하여 구할 수 있는 것이다.2. 실험과정 Pspice로 구현*그래프의 시뮬레이트 값은 실험과정에서 구하라는 순서대로 측정했습니다.제목 : 실험 22. 망로 전류를 이용한 회로해석1. 관련이론- 소자의 전압과 전류 특성이 옴의 법칙을 따르는 소자를 선형소자 즉 저항기라고 하는데 이 저항기는 전압-전류의 비가 일정하게 동작하는 소자를 의미한다.- 직-병렬 회로는 옴의 법칙과 키르히호프의 전압 및 전류법칙을 사용하여 해석될 수 있는데 하나이상의 전압원과 두 개 이상의 가지로 구성된 경우 시간이 많이 필요하다는 단점이 존재한다.- 망로 전류 방법은 연립 방정식을 사용하여 저항기에 흐르는 전류를 구하는 직접적 방법을 말하는데 이를 적용하기 위해 먼저 폐경로를 확인하고(이 때 모든 전압원은 폐경로에 포함) 모든 저항과 전압원이 최소의 경로를 갖는 경로를 정한 뒤(각 폐경로는 순환전류를 가지며 전류의 방향은 시계방향이다.) 망로 전류라 불리는 전류를 통해 각 경로에 대하여 키르히호프 전압법칙 방정식을 세우면 각 저항에 흐르는 전류를 구할 수 있다.(but, 다른 폐경로의 전류에 의한 전압강하를 고려해야함)
결 과 보 고 서실험 21. 최대 전력전송실험 22. 망로 전류를 이용한 회로해석211. 실험결과표 21-2. Part A : 직류회로의 전력측정Steps,,,,,2, 39.924.90.05299.899.84Power FormulaPower,(a)*0.254(b)^2/0.241(c)^2*0.2705표 21-3. Part B : 부하에 대해 최대전력을 결정하기 위한 실험 데이터,,,,,,1K00001K1000.927.790.12004001K6003.7924.262.58008509001K9504.8424.951.31K1 K4.9625.050.31K1.1 K5.2124.847.91.2 K1.5 K1.7 K1K2 K6.6822.133.24 K6 K8 K10 K표 21-4. Part C : 최대 전력전송을 위한값의 결정(measured),,,,*(calculated)1.461.485.0410.033.417.234.11.492.실험 고찰1.부하 저항은 전력을 전송하는데 방해하므로 전력전송과는 반비례의 관계가 성립한다.2. 전체적인 실험을 하진 않았지만 연속적인 몇 개의 실험을 통하여 저항이 제거될 경우 전력값이 가장 커짐을 알 수 있다.3. 표에 의하여과은 비례한다.4.표를 통하여 저항 값이 커지면 전력이 줄고 반대이면 전력이 증가한다.5.저항에 전력이 전달되면 저항이 전력을 방해하므로 값이 줄어듬을 알 수 있다.221.실험결과표 22-2. 망로전류 계산에 대한 입증ResistorResistanceVoltage Drop Measured,Current Calculated,Mesh Current Calculated,RatedMeasured100985.858.659.0100984.3542.5100981.6416.016.0100981.0810.6100980.545.225.27100981.6315.615.81100980.005.245.2743.010.74실험 고찰1.가해지는 전압 전류에 ㄸㆍ라 값이 변화하지 않는 소자로 구성된 회로를 선형회로라고 한다.2.-10+100+100(-)=0100(-)+100+100(-)+100=0100(-)+200()=0=57.8mA=15.9mA=5.3mA결과를 보면 약간의 차이가 존재하나 무시할 수 있을 정도의 크기이다.3. 전류의 방향 및 크기가 모두 변화한다.,,의 값 모두가 바뀌어 전류의 방향과 크기 모 두 바뀌는 것이다.
예 비 보 고 서실험 16. 키르히호프 전압법칙(단일전원)실험 17. 키르히호프 전류법칙제목 : 실험 16. 키르히호프 전압법칙1. 관련이론- 회로에서의 저항기들은 그것의 총 저항으로 대체될 수 있고Rt=R1+R2+R3+R4로 표현될 수 있으며 이러한 총 저항값 Rt에 의하여 총 전류는 영향받지 않는다. 이때 It와 Rt와 전압원 V와의 관계는 옴의 법칙에 따라V=It*Rt로 표현되며 이를 전개하여V= V1+V2+V3+V4의 식을 구하게 되는데 이 식이 키르히호프의 전압법칙을 나타내는 식이며 이 식을 통하여 폐회로 또는 폐루프에서 회로의 전압강하의 합은 인가전압과 같음을 의미함을 알 수 있으며 폐회로 내의 전압들의 대수적 합은 0으로 일반화시킬 수 있다.2. 실험과정 Pspice로 구현16-1R1R2R3R4R5R6R7R8Rated value,3304708201K1.2K2.2K3.3K4.7KMeasured value,3304708201K1.2K2.2K3.3K4.7K제목 : 실험 17. 키르히호프 전류법칙1. 관련이론- 키르히호프의 전류법칙은 회로 내 입의의 접합점에 유입되는 전류가 그 접합정에서 의 유출전류와 같다로 정의되며 이를 다르게 표현하면 한 접합점에서 유입전류와 유 출전류의 대수적 합이 0이라고 나타낼 수 있겠다.- 키르히호프의 전류법칙을 수식으로 나타내면It= I1+I2+I3+...+In으로 표현할 수 있겠다.2. 실험과정 Pspice로 구현표 17-1 저항기의 측정 저항값R1R2R3R4R5R6R7R8Rated value, Ω3304708201K1.2K2.2K3.3K4.7KMeasured value, Ω3304708201K1.2K2.2K3.3K4.7K
