[일반물리실험2] 3. 직류회로

소개글

[일반물리실험2] 3. 직류회로에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

연결한 채로 10초~20초 이상 방치해서는 안된다. (전기난로가 이 원리를 이용해서 만들어진다.)
전원 공급기에 전선 한 가닥을 연결하자, 열이 발생하여 전선이 금방 뜨거워졌다. 이 실험에는 저항이 거의 없기 때문에, 전압 에서의 전류가 무한대로 커지게 된다. 따라서, 전선에 많은 양의 전류가 흐르게 되고 전기에너지가 열에너지로 변환되면서 전선이 뜨거워지는 것이다.
(3) 이번에는 서로 다른 두 개의 전구를 직렬 또는 병렬로 연결한 후 밝기 비교를 해보라. 왜 그런지 설명할 수 있겠는가?
< 직렬연결 >
전구를 직렬로 연결하였을 때, 두 전구의 밝기 차이를 확인할 수 있었다. 직렬 회로에서 전류는 일정하고 저항은 이므로 전체 전압은 이다. 밝기 차이는 옴의 법칙 에서 저항이 더 높은 전구에 더 높은 전압이 걸렸기 때문이다. 따라서, 더 밝은 쪽의 전구의 저항이 더 크다고 할 수 있다.
< 병렬연결 >
전구를 병렬로 연결하였을 때, 두 전구의 밝기 차이를 확인할 수 있었다. 병렬 회로에서 전류는 이고 저항은 이므로 전압은 일정하다. 밝기 차이는 옴의 법칙 에서 저항이 더 낮은 전구에 더 높은 전류가 흘렀기 때문이다. 따라서, 더 밝은 쪽의 전구의 저항이 더 작다고 할 수 있다.
3. 저항 조합 회로
주의: 회로가 복잡해지고 전선이 복잡하게 엉켜있으면 회로가 어떻게 구성되어 있는지 눈으로 얼른 확인하기 힘들다. 전선을 보기 좋게 배열하는 습관을 들이자. 예를 들어, 전선을 동그랗게 말아서 짧게 만드는 것도 하나의 방법이다.
(1) (전구가 아닌) 일반 저항 1 kΩ 몇 개를 조합해서 1.5 kΩ을 만들어보라. 또, 667 Ω을 만들어보라. 저항 값이 맞는지 멀티미터로 확인한다.
< 1.5k >
저항 두 개가 연결된 병렬 연결 하나, 직렬 연결 하나로 만들면 1.5k이 된다. 먼저, 병렬 연결에서의 저항을 계산하면 이고, 직렬 연결에서의 저항과 더하면 이므로 전체 저항은 1.5k이 된다.
< 667 >
저항 세 개가 연결된 병렬 연결을 만들면 667이 된다. 회로에 연결된 모든 저항을 계산하면이므로 전체 저항은 667이 된다.
- Discussion
이번 실험에서는 전압, 전류, 저항 등 회로 연결에 필요한 다양한 공식과 원리들에 대해 알아볼 수 있었다. 세 가지 물리량 사이의 관계에 대해 알아보고, 실험을 통해 구한 값을 공식에 직접 대입해 봄으로써 물리 수업에서 배운 내용을 응용할 수 있었다.
조원들 모두 전원공급기를 처음 사용해보는 것이었기 때문에 실험하는 데 어려움이 있었지만, 전선 구성도 다시 해보고 전구도 교체해보는 등 여러 피드백 활동을 통해 실험을 진행할 수 있었다. 특히, 3-(1) 실험에서 정해진 저항값을 만들기 전에 다양한 방법을 고안해보았고 조원들과의 여러 차례 시도 끝에 실험을 끝마칠 수 있었다.
실험 중간중간에 이론으로 예측한 값과 조금씩 오차가 생겼다. 전선과 전원공급기 사이의 연결이나, 저항과 전선 사이에 연결에 접촉 불량이나 전선의 흔들림 등 여러 원인 때문에 오차가 발생한 것 같다고 추측된다.

키워드

일반물리실험,   직류회로