[전기회로실험] DC Measurement 결과보고서

소개글

[전기회로실험] DC Measurement 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

① 저항기 측정값과 색 코드 값

② 분압기 측정
③ 회로의 직류전압 측정
④ 가변 전압안정 전원장치의 동작

⑤ 저항에 의한 전류조정 (전압은 일정하게 유지)
⑥ 전압에 의한 전류조정 (저항은 일정하게 유지)

본문내용

가변저항기의 경우에 국한된다)
③ 회로의 직류전압 측정
전원 공급장치의 출력 전압이 15V가 되도록 하여 실험을 하였다. 따라서 15V의 전압을 측정하기 위해서는 전압 측정 범위가 15V 이상이어야만 한다.
가장 작은 전압 측정 범위인 2V 상태에서는 2V 이상의 전압을 측정할 수 없으므로, 15V의 전압을 측정하지 못한다. 따라서 결과값은 no indication 이다.
두 번째의 전압 측정 범위인 20V 상태는 측정하려는 전압인 15V 이상이므로 전압을 측정할 수 있다. 결과값은 15.13V 이다.
세 번째의 전압 측정 범위인 200V 상태도 전압 측정이 가능하다. 결과값은 15.1V 이다.
네 번째의 전압 측정 범위인 500V 상태도 전압 측정이 가능하다. 결과값은 15V 이다.
측정된 결과값을 비교해 보았을 때, 전압 범위가 커질수록 소수점 아래의 정확한 수치를 측정하기 힘들다는 것을 알 수 있다. 따라서, 어떤 전압을 측정할 때는 측정하려는 전압 이상의 전압 측정 범위 중 가장 최소의 값을 가지는 범위를 선택하는 것이 정확한 측정에 도움을 준다는 것을 알 수 있다.
④ 가변 전압안정 전원장치의 동작
이 실험의 회로도는 다음과 같다.
이번 실험은 가변 전압안정 전원장치를 이용해 전압을 측정하는 실험이다. 전압계와 저항 두개가 병렬로 연결되어 있으므로, 만일 이 실험이 전류를 측정하는 실험이라면 저항값과 스위치의 연결을 고려해야 한다. 하지만 이 실험은 전압을 측정하는 실험이므로 저항이나 스위치의 연결을 전혀 고려할 필요가 없다.
전원장치의 출력 전압이 15V일때는 스위치의 개폐에 관계없이 측정값은 15.12V이다.
→ 오차 0.8%
전원장치의 출력 전압이 10V일때는 스위치의 개폐에 관계없이 측정값은 10.14V이다. → 오차 1.4%
전원장치의 출력 전압이 1V일때는 스위치의 개폐에 관계없이 측정값은 0.99V이다.
→ 오차 1.0%
따라서 측정된 전압은 스위치나 저항에 관계없이 출력 전압과 근소한 오차를 보이는 비슷한 값이 도출되었다.
⑤ 저항에 의한 전류조정 (전압은 일정하게 유지)
※ 결과값을 나타낸 표의 ‘스텝’ 순서대로 결과를 분석하기로 한다.
※ 모든 스텝의 출력 전압은 6V이다.
스텝 1의 회로도는 다음과 같다.
저항값은 11760Ω이며 출력 전압은 6V이다.
I = V/R 식을 이용하여 전류를 계산해보면
I = 6/11760 = 0.00051024… ≒ 0.510×103 (A)
단위를 mA로 고치면 약 0.510 mA가 된다.
실제로 측정된 전류값은 0.499mA로써 오차는 약 2.16%이다. 따라서 실험값과 이론값이 매우 근접함을 알 수 있다.
스텝 2의 회로도는 위의 회로에서 저항기를 뗀 회로이다. 즉 다음과 같다.
저항이 없으므로 저항값은 0Ω이고 출력 전압은 6V이다.
I = V/R 식을 이용하면 R = 0이므로 I = ∞가 되는 것을 알 수 있다.
실제로도 전류값을 측정할 수 없었다. 따라서 실험값과 이론값이 일치함을 알 수 있다.
스텝 3의 회로도는 다음과 같다.
단순한 저항값의 측정 실험이다.
11760Ω 저항 두 개를 직렬로 연결했으므로 회로의 저항값은 11760×2 = 23520Ω 임을 알 수 있다.
스텝 4의 회로도는 다음과 같다.
저항값은 23520Ω이며 출력 전압은 6V이다.
I = V/R 식을 이용하여 전류를 계산해보면
I = 6/23520 = 0.0002551… ≒ 0.255×103 (A)
단위를 mA로 고치면 약 0.255 mA가 된다.
실제로 측정된 전류값은 0.252mA로써 오차는 약 1.18%이다. 따라서 실험값과 이론값이 매우 근접함을 알 수 있다.
스텝 5의 회로도는 다음과 같다.
단순한 저항값의 측정 실험이다.
11760Ω 저항 세 개를 직렬로 연결했으므로 회로의 저항값은 11760×3 = 35280Ω 임을 알 수 있다.
스텝 6의 회로도는 다음과 같다.
저항값은 35280Ω이며 출력 전압은 6V
이다.
I = V/R 식을 이용하여 전류를 계산해
보면
I = 6/35280 = 0.000170068…
≒ 0.170×103 (A)
단위를 mA로 고치면 약 0.170 mA가
된다.
실제로 측정된 전류값은 0.168mA로써 오차는 약 1.18%이다. 따라서 실험값과 이론값이
매우 근접함을 알 수 있다.
스텝 7, 스텝 8, 스텝9의 회로도는 다음과 같다.
<스텝 7> <스텝 8>
<스텝 9>
이 회로들은 스텝 6의 회로와 전류계의 위치만 다를 뿐 저항의 직렬 연결에는 변함이 없
다. 따라서 이 회로들은 모두 저항값은 35280Ω이며 출력 전압은 6V이다.
회로 6과 차이점이 없기 때문에 측정되는 전류값도 같음을 예상할 수 있으며, 실제로 네
개의 회로 모두 측정된 전류값은 0.168mA로 동일했다.
⑥ 전압에 의한 전류조정 (저항은 일정하게 유지)
※ 11760Ω의 저항을 사용하였다.
I = V/R 식을 이용하여 각 전압에 대한 전류를 계산해 보면 다음과 같다.
출력 전압이 8V 이면 I = 8/11760 = 0.00068027 … ≒ 0.680×103 (A) = 0.680 (mA)
측정된 저항값 = 668 mA
오차 = 1.76%
출력 전압이 6V 이면 I = 6/11760 = 0.00051020 … ≒ 0.510×103 (A) = 0.510 (mA)
측정된 저항값 = 503 mA
오차 = 1.37%
출력 전압이 4V 이면 I = 4/11760 = 0.00034013 … ≒ 0.340×103 (A) = 0.340 (mA)
측정된 저항값 = 330 mA
오차 = 2.94%
출력 전압이 2V 이면 I = 2/11760 = 0.00017006 … ≒ 0.170×103 (A) = 0.170 (mA)
측정된 저항값 = 160 mA
오차 = 5.88%
출력 전압이 0V 이면 I = 0/11760 = 0 (mA)
측정된 저항값 = 0 mA
오차 = 0%
실험마다 근소한 오차는 있었으나 대체적으로 이론값과 근사한 측정값을 얻었음을 알 수 있다. 출력 전압이 작아서 측정해야 할 전압이 작아질 수록 더욱 오차가 크게 발생했는데, 이는 저항값이 작을수록 정밀한 측정이 힘들어짐을 보여주고 있다.

키워드

전기회로실험,   DC,   DC Measurement,   저항값 결정