[일반물리실험 A+ 자료] 고체저항과 액체저항 실험 보고서

소개글

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목차

Ⅰ. 개요 (Introduction)
Ⅱ. 이론 (Theory)
Ⅲ. 실험장치 및 실험절차 (Apparatus & Procedure)
Ⅳ. 데이터 및 결과 (Data & Results)
Ⅴ. 오차분석 (Error Analysis)
Ⅵ. 토의 (Discussion)
Ⅶ. 참고문헌 (References)

본문내용

Ⅰ. 개요 (Introduction)
ⅰ) 실험 목표
1. 저항기나 다이오드와 같은 전기 소자의 전기적 특성을 이해한다.
2. 저항기의 색 띠로 표시된 저항 값과 실험으로 측정한 저항 값이 일치하는지 확인한다.
3. 소금물을 이용한 액체저항과 소금의 농도와의 관계를 살펴본다.
4. 액체저항과 다이오드의 전기적 차이점과 유사점을 살펴본다.

Ⅱ. 이론 (Theory)
ⅰ) 옴의 법칙
도체에 전압을 가하면 옴의 법칙에 따라 전류가 흐른다. 이때, 옴의 법칙은 도체의 두 지점 사이의 전위차에 의해 흐르는 전류가 일정한 법칙이고 전류와 전압은 선형으로 비례 관계에 있음을 뜻한다.

R을 전기저항이라고 부른다. 전류의 단위는 암페어(A), 전압의 단위는 볼트(V), 저항의 단위는 옴(Ω)이다.

ⅱ) 다이오드 / P-N접합 다이오드의 순방향과 역방향일 때 전자와 정공 p-n 접합 정류기라고 불리는 다이오드는 한 방향으로만 전류가 흘러가는 것을 허용하는 전기 소자이다. 만약 전압이 임계치보다 낮으면 어떠한 전류도 다이오드를 통해 흐르지 않는다. 전압이 역으로 움직여도 전류는 다이오드를 통해 흐르지 않는다. 이때, 아주 작은 역전류는 제외한다.
다이오드의 특성은 다음 그래프와 같이 표현할 수 있다.

순방향으로 전압을 가했을 경우, 약간의 전압에서도 순방향의 전류는 쉽게 흐른다는 것을 나타낸다. 순방향으로 흘릴 수 있는 전류는 다이오드에 따라 규정되어 있다. 그리고 통상적으로 다이오드 자체의 저항성분에 의해 강하하는 전압은 0.6~1.0V이다. 실리콘 다이오드의 경우에는 대략 0.6V이다. 여러 개의 다이오드를 직렬로 연결하여 사용하는 회로에서는 이 전압강하도 고려할 필요가 있다.
역방향으로 전압을 가했을 경우, 역방향 전류는 흐르기 어렵다는 것을 나타낸다. 역방향으로 가할 수 있는 전압은 다이오드의 종류에 따라 여러 가지가 있으므로 용도에 따라 선택한다. 그리고 역방향 전류는 매우 작아 수 에서 수 이며 다이오드의 종류에 따라 다르다. 정류용으로 사용하는 경우에 역방향의 전압 허용 값은 중요한 체크 포인트이다. 본 실험에서 사용하는 다이오드는 역방향 전류를 생각하지 않기로 하자.

ⅲ) 저항기의 저항 읽기
ⅳ) 액체 저항

(1) 염화나트륨 (NaCl)
㉠ 염화나트륨의 이온결합
㉡ 물에 의한 소금의 용해

ⅴ) 반도체 소자의 종류와 원리


Ⅲ. 실험장치 및 실험절차 (Apparatus & Procedure)

ⅱ) 비교 변인
ⅲ) 실험절차
ⅳ) 주의사항


Ⅳ. 데이터 및 결과 (Data & Results)

ⅰ) 고체저항

(1) 고체저항 (=10Ω, =100Ω)
㉠ 색 띠로 읽은 값과 측정값
㉡ 저항 측정 그래프
㉢ 좌표도구를 사용하여 전압과 전류 값을 보여주고 저항 계산 과정을 쓰시오.
㉣ 기울기의 역수로 계산한 저항

(2) 다이오드 실험 결과
㉠ 다이오드 측정 그래프 첨부하고 분석 (1N4007 diode, LED)
㉡ 측정한 다이오드(1N4007 diode, LED) 결과에서 문턱 전압 확인 및 설명


ⅱ) 액체저항

(1) 각 그래프에서 선형으로 나타나는 부근의 기울기를 이용하여 저항 확인
(2) 소금물 농도 1%
㉠ 소금물 농도 1%에 대한 결과 그래프
㉡ 주파수에 따라 전압 변화에 대한 전류 변화 양상이 다른 이유

(3) 낮은 전압에서 전압이 상승하는 구간( → )과 하강하는 구간( → )의 차이와 그 이유

ⅳ) 고체저항과 액체저항 결과 비교

(1) 액체저항과 다이오드의 유사성과 차이점
㉠ 유사성
㉡ 차이점

Ⅴ. 오차분석 (Error Analysis)

ⅰ) 절대 오차

(1) 고체저항
㉠ 색 띠로 읽은 값과 측정값
㉡ 색 띠로 읽은 값과 기울기의 역수로 계산한 저항


ⅱ) 오차율

(1) 고체저항

㉠ 색 띠로 읽은 값과 측정값
㉡ 색 띠로 읽은 값과 기울기의 역수로 계산한 저항


ⅲ) 표준편차와 표준오차

(1) 액체저항

㉠ 1% 소금물
㉡ 2% 소금물
㉢ 5% 소금물

ⅳ) 실험기구로부터 발생 가능한 오차 범위

ⅴ) 오차 원인 및 개선 방안


Ⅵ. 토의 (Discussion)


Ⅶ. 참고문헌 (References)

일반 물리학 실험. 김병훈 외 11명. 북스힐, 1998. 167쪽~177쪽, 321쪽~330쪽
사진 출처는 각 사진의 하단에 첨부하였다.

키워드

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