물리실험 - 옴의 법칙 실험
1. 목적
저항체와 기전력으로 구성된 회로에 걸리는 전압과 이 회로에 흐르는 전율을 전압계와 전류계로 측정하여 Ohm의 법칙을 확인한다.
2.실험도구 및 장치
Ohm의 법칙 실험기, 직류 안정화전원장치, 직류 전압계, 직류 전류계, 리드선
3. 이론
Ohm은 금속도선에서 전압과 전율을 측정하여 그들 사이의 비례 관계를 알아내었다. 이와 같은 전류와 전압의 직선적인 비례관계를 Ohm의 법칙이라 한다. 따라서 어느 저항체에 걸리는 전압 V와 이에 흐르는 전류 I사이에는 다음과 같은 식이 성립한다.
V=I*R
여기에서 R은 그 저항체의 저항이다. 그 단위는 V/A이면, 이것을 Ω이라 한다. 전압 V가 일정할 때 R이 클수록 전류 I가 작아지므로 R은 전류의 흐름을 방해하는 요소인 전기 저항이다. 보다 일반적인 관점에서 기술하면 전압대신에 전기장을 쓸 수 있다. 이때 전류 I 대신에 전류밀도 J를, 저항 R대신에 비저항 ｐ을 쓰게 뵈며 다음식과 같이 표현된다.
E와 J의 SI단위는 가가 V/m, 이므로 p의 SI 단위는 Ω*m이다.
회로내에서 저항체는 한 개만을 쓰기도 하고, 여러 개를 연결하여 사용하기도 한다. 가장 흔히 볼 수 있는 예로는 저항체를 한줄로 연결한 직렬 연결, 저항체를 나란히 연결한 병렬연결, 그리고 직렬과 병렬을 섞어서 연결한 혼합 연결 등이 있다. 직렬 연결에서의 합성 저항은
이고, 병렬 연결에서의 합성 저항은
4. 실험방법
[직렬 회로 실험]
A. 전류에 따른 전압의 변화-저항이 일정한 경우
1. 그림 1과 같이 Ohm의 법칙 실험기에 전류계, 전압계, 전원을 연결한다.
2. 리드선을 이용하여 원하는 저항값에 연결한다. (이때 H단자를 옮겨가면서 원하는 저항값에 연결하고, 반대편 단자는 고정되어 있어야 한다.)
3. 전원 스위치 을 on으로 하고 을 off로 한 다음 Power Supply를 이용하여 전원을 공급한다.
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2013.12.26
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