[일반물리학실험] 직류 회로 실험 보고서

목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 기구 및 재료
4.실험 방법
5.측정값
6.실험 결과
7.참고문헌 및 출처

본문내용

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

2. 실험 원리
(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.”
이 일정한 비를 두 점 사이의 전기저항 R이라 하며, 단위는 Ω(ohm)이다. 따라서 도체 양끝 사이의 전위차(전압)가 ΔV이고 전류가 I이면 Ohm의 법칙은 다음 식으로 쓸 수 있다. Ohm의 법칙은 많은 도체들에 대해서 넓은 범위의 ΔV, I및 온도 영역에서 잘 만족이 되며 I에 대한 ΔV의 값을 그림으로 그리면 직선이 되고 이 직선의 기울기가 도체의 저항을 나타낸다. 그러나 Ohm의 법칙을 따르지 않는 물질도 많이 있음을 유의해야 한다. 저항의 단위인 Ω은 식 (22.1)로부터 V/A또는 m^2 kgs^(-1) C^(-2)임을 알 수 있는데, 양끝 사이의 전위차를 1V로 유지할 때 1A의 전류가 흐르면 도체의 저항은 1 Ω이 된다. 일반적으로 거의 모든 물체는 저항이 있으며, 저항이 있는 물체를 저항체라 한다.

(2) 저항의 연결
직렬 연결
그림 22-1과 같이 저항의 직렬연결에서 모든 저항체에는 같은 전류 I가 흐른다. Ohm의 법칙에 의하여 각 저항 양단의 전위차는이다. 그러므로 전위차의 합은 다음과 같이 된다.

참고 자료

일반물리학실험 (부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 제 5판, 2019)