물실보고서 - 직류 회로

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 재료
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론

본문내용

1. 실험목적

여러 개의 저항체와 직류 전원으로 구성된 직렬 회로와 병렬 회로를 구성하고, 회로의 각 지점에서의 전압과 전류를 측정하여 Ohm의 법칙과 Kirchhoff의 법칙을 확인한다.

2. 실험원리

(1) Ohm의 법칙
금속 도체는 전도 전자들을 가지고 있다. 전도 전자들의 열적 운동은 불규칙적이어서 알짜 전류를 만들지는 않지만, 외부에서 전기장을 가하면 전도 전자들은 전기장과 반대 방향으로 움직이며 전류를 만든다. Ohm의 법칙은 다음과 같다.
“일정한 온도에서 금속도체의 두 점 사이의 전위차와 전류의 비는 일정하다.”

<중략>

(3) 전기 회로망에서 전류를 계산하는 방법(Kirchhoff의 법칙)
전기 회로는 그림 1과 2에 예시되어 있는 것과 같이 저항체들과 기전력 장치로 구성되어 있다.
각 저항체들에 흐르는 전류를 구하기 위해서 Kirchhoff의 법칙으로 잘 알려진 법칙을 사용한다.
이 법칙은 단지 전하 보존과 에너지 보존 법칙을 회로망에 적용한 것이다. Kirchhoff 법칙은 다음과 같이 기술될 수 있다.
●제1법칙 : 회로망 내의 한 접점에서 모든 전류의 합은 0이다.
●제2법칙 : 회로망 내의 임의의 닫힌 경로에서 모든 전위차의 합은 0이다.
제1법칙은 전하가 한 접점에 도달한 그 순간에 그곳을 떠나게 되어 전하가 보존됨을 나타내며, 제2법칙은 전하가 닫힌 회로를 흘러 처음 위치로 되돌아오면 그 전하의 순에너지 변화는 0이 되어야 하므로 에너지가 보존됨을 나타낸다. 제1법칙을 적용할 때는 접점에서 나가는 전류는 양으로, 접점으로 들어오는 전류는 음으로 약속한다.
제2법칙을 적용할 때는 다음 약속을 따른다.
●저항 양끝의 전위차 부호는 계산 경로가 전류와 같은 방향인지 혹은 반대 방향인지에 따라 양 또는 음으로 선택한다.
●기전력 장치를 지날 때에는 기전력 장치가 작용하는 (전위가 증가) 방향인지 혹은 반대 방향 (전위가 감소) 인지에 따라 음 또는 양으로 선택한다.

(4) 저항의 색표시
색저항의 저항값은 색띠로 나타내는데 주로 4개 또는 5개의 색띠를 가진 저항이 사용되고 있다. 저항값을 표시하는 방법은 아래 표와 같다.

참고 자료

일반물리학실험, 제3판, 제22장, p.205~209, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2014년
일반물리학, 개정9판, 제27장, p.895~896, Halliday, Resnick and Jearl Walker, 범한서적주식회사, 2011년