15. 옴의 법칙

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15. 옴의 법칙에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

설명 하여라.
전구의 저항은 일정 하다고 볼 수 없다. 전기 저항 또는 비저항은 온도의 함수이므로 온도에 따라서 저항이 변하게 된다. 과정 2에서 주파수 0.3 Hz, 진폭 2.5V, Sample Rate 50 samples/sec로 설정 했다. 여기서 주파수는 0.3 Hz로 전압의 변화가 느려지게 된다. 전압의 변화가 느려지는 것은 우리가 측정 하고자 했던 필라멘트의 온도가 변화 하는 조건이 만들어진다. 필라멘트의 저항은 온도에 따라 현저 하게 변화 하므로 V-I의 그래프처럼 곡선이 관측 되고, 저항값 역시 계산값에서 볼 수 있듯이 다양한 저항값을 가지게 된다.
과정 6,7에서는 주파수가 60 Hz로 매우 빠른 전력 공급이 이루어지므로 0.3 Hz일 때 보다는 온도가 대략 일정 하다고 할 수 있다.
4. 실험 2의 첫 실험에서 V-I 곡선의 기울기는 대칭이 아니다. 필라멘트가 가열될 때와 냉각 될 때의 곡선의 형태는 왜 다른가?
R=(:비저항, l:길이, A:단면적)로 저항은 비저항의 영향을 받는다. 비저항은 온도의 영향을 받는다. 그러므로 R은 온도의 영향을 받게 된다. 비저항은 온도에 따라서 커지거나 작아지게 된다. 여기서 필라멘트의 비저항은 온도에 의해서 변하는데, 불이 켜질 때는 필라멘트가 가열 되었다가, 불이 꺼질 때는 다시 필라멘트가 식게 된다. 그래프에서 필라멘트가 가열 될 때는 굴곡이 심하고 불이 꺼질 때는 완만한 그래프가 그려진다. 이것은 필라멘트가 급속히 가열 되었다가 다시 식을 때는 서서히 식기 때문에 비저항의 변화가 완만해져서 저항도 완만하게 변함을 알 수 있다. (저항=V-I의 기울기)
실험과정 및 결과에 대한 검토
이 실험에서 전자 회로에 쓰이는 탄소 저항이 옴의 법칙을 만족 하는지에 대해 확인 할 수 있었다. 또한 소형 전구(필라멘트)가 옴의 법칙을 만족 하는지에 대해 확인 했 다. 실험 2의 첫 번째 실험을 제외한 나머지의 실험에서는 거의 일정한 저항값을 가짐을 그래프와 계산값에서 알 수 있다. 원래 탄소 저항은(탄소의 비저항은 넓은 온도 범위 에 대해서 거의 일정 하므로)온도의 영향을 크게 받지 않아서 저항값이 일정 하다고 할 수 있지만, 소형 전구의 필라멘트는 온도의 영향을 많이 받아서 저항값이 일정하다 고는 할 수 없다. 하지만 실험 2의 2,3번째 실험에서는 온도가 거의 일정 하게 되도록 조건을 만들어 주어서(60Hz) 거의 일정한 값의 저항값이 나왔다. 실험 2의 첫 번째 실험은 주파수를 0.3 Hz로 낮춰서 필라멘트의 온도가 변하는 조건을 만들어 주어서 V 와 I를 측정 하였다. 필라멘트가 가열 될 때와 냉각 될 때의 차이 땜ㄴ웨 그래프가 비 틀어진 모양이 된다.
또한 이 실험에서는 저항이 온도에 따라 변해서 옴의 법칙을 성립 하지 않는 저항체가 있음을 알 수 있었다. 이 실험으로 인해서 옴의 법칙은 비저항이 일정한 조건, 즉 온도가 일정한 조건에서 더 확실 하게 성립함을 알 수 있었다.
참고문헌
아주대학교 출판부 「물리학 실험 제 10판」
Raymond.A.Serway 「대학 물리학」

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15. 옴의 법칙,   전구의 저항,   옴의 법칙