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기초전기회로실험 - 병렬회로에서 총 저항과 가지 저항 사이의 관계를 실험
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실험 목적
1. 병렬회로에서 총 저항과 가지 저항 사이의 관계를 실험적으로 입증한다.
이론적 배경
전압 V에 연결되어 동일한 전류 IT가 흐르는 단일 저항기가 구해진다면 이 저항기의 값은 세 개의 병렬 저항기의 등가가 될 것이다. 그리고 저항계로 저항을 측정하기 전에는 항상 전원을 저항기로부터 분리시켜야 한다. V에 직렬 연결된 회로를 끊고 여기에 전류계를 연결하면 V에 의해 공급되는 총 전류를 측정할 수 있다. 전압 V는 전압원 양단에 전압계를 연결하여 측정할 수 있다. 병렬회로에 흐르는 총 전류는 각 가지에 흐르는 전류보다 크다. 옴의 법칙과 저항은 전류에 반비례한다는 사실로부터, 병렬 저항기에 대해서도 유사한 특성이 성립한다. 병렬회로에서 회로의 총 저항값은 병렬가지의 가장 작은 저항값 보다 작다. 또한 회로에서 도선의 저항은 0이고, 회로의 저항은 저항기 자체의 저항에만 기인한다는 사실을 가정한다면 회로에서 각 가지 저항기에 걸리는 전압은 모두 V로 동일하다는 것이 성립한다. 병렬회로의 총 저항과 가지 저항 사이의 관계를 정의하자면 병렬회로의 총 저항의 역수는 각 가지 저항의 역수의 합과 같다는 것이다. RT를 구하기 위해서는 양변의 역수를 구해야 한다. 1 / RT = 1 / R₁+ 1 / R₂+ 1 / R₃+........... 이다. 병렬회로의 총 저항은 저항계를 사용하여 직접 측정하거나 IT와 V의 측정값을 옴의 법칙에 대입하여 간접적으로 계산할 수 있다. 1 / RT = 1 / R₁+ 1 / R₂+ 1 / R₃+........... 을 증명하기 위해서는 병렬 회로망의 각 가지저항 R₁, R₂, R₃에 대한 측정이 필요하다. 가지저항을 측정하기 위해 병렬 회로망의 각 저항기 양단에 저항계를 연결하는 것은 잘못된 방법이다. 왜냐하면, 이는 가지 저항기의 값을 측정하는 것이 아니라 총 저항 RT를 측정하는 것이 되기 때문이다. 가지 저항 R₁을 측정하기 위해서는 R₁을 회로망에서 분리한 후 측정해야 한다.
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2014.06.19
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