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[물리] 옴의 법칙과 키르히호프의 법칙을 위한 물리실험

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목차

1.실험목적
2.실험원리
3.실험기구 및 장치
4.실험방법
5.실험 결과 및 토의
6. 결론

본문내용

1.실험목적

옴(Ohm)의 법칙과 키르히호프(Kirchhoff)의 법칙을 이용하면, 임의의 회로에서 가가의 회로요소들과 분기회로에 대한 부하전압과 전류값에 대한 정보를 알 수 있다. 간단한 저항들과 기전력으로 구성된 회로를 구성하고 전압계 및 전류계를 사용하여 구성요소에 걸리는 전압과 회로에 흐르는 전류를 측정하면 이들 법칙의 유용성을 확인할 수 있다.

2.실험원리

1) 옴(Ohm)의 법칙

전기학에서 어떤 물질에 흐르는 정상 전류의 양은 그 물질의 양 사이의 전위차, 즉 전압에 직접 비례한다는 것을 밝힌 실험적 법칙이다. 따라서 이러한 물질로 만든 전선 양끝 사이에 걸린 전압 V (단위는 볼트[V])가 3배로 증가하면, 그 전선에 흐르는 전류 I (단위는 암페어[A])도 역시 3배로 증가한다. 그리고 전압과 전류의 비인 는 일정하다. 이 비 를 일컬어 저항 R 이라 하고 그 단위는 옴(Ω)이다. 옴의 법칙이 적용되는 물질들의 저항은 전류·전압의 광범위한 값에 대해서도 변하지 않는다. 게오르크 시몬 옴의 법칙을 수학적으로 표시하면 = R로 나타낼 수 있다. 옴은 1827년 많은 실험을 한 결과 온도가 일정한 상 태에서는 전기회로의 저항, = R 즉 전류에 대한 전압의 비가 일반적으로 일정하다는 것을 확인했다. 옴의 법칙을 달리 표현하면, 도체의 전류 I 는 전위차 V 를 저항 R 로 나눈 비로 표시할 수 있고 수학적 표현으로, I =가 된다. 그리고 도체의 전위차는 전류와 저항의 곱이므로V = I R 로도 나타낼 수 있다. 전압이 일정한 회로에서 저항을 늘리면 전류량이 감소하고 저항을 줄이면 전류량은 증가할 것이다. 옴의 법칙은 축전지와 같은 전기 에너지의 원천을 나타내는 기전력(起電力), 즉 전압 E로 표현할 수도 있으므로 I = 이다. 옴의 법칙은 직류회로뿐만 아니라 전류와 전압의 관계가 훨씬 복잡한 교류회로에도 적용할 수 있다. 전류가 시간에 따라 변하기 때문에 저항뿐만 아니라 리액턴스 값에 의해 전류회로인 경우와는 다른 형태의 전류저항이 생긴다. 저항과 리액턴스의 조합을 임피던스 Z 라고 한다. 전류에 대한 전압의 비율인 임피던스가 교류회로에서도 일정하다면, 보통의 경우에는 옴의 법칙을 적용할 수 있다. 예를 들면 =Z로 나타낼 수 있다. 또한 옴의 법칙은 자기회로에서 기자력(起磁力)과 자력선속의 비가 일정하다는 것으로까지 확대 적용된다.

태그 물리, 실험보고서, 키르히호프의법칙

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