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기초전기회로실험 - 직렬, 병렬회로의 총 저항 Rt를 구하기 위한 규칙들을 실험
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실험목적
1. 직-병렬회로의 총 저항 Rt를 구하기 위한 규칙들을 실험적으로 입증한다.
2. 지정된 전류조건을 만족하는 직-병렬회로를 설계한다.
이론적 배경
그림을 보면 저항기의 직-병렬연결을 보여주고 있다. 이 회로에서 R₁은 점 B-C 사이의 병렬회로 및 R₃에 직렬이다. 점 A-D 사이의 총 저항을 그럼 얼마일까 RT를 구하기 위해서는 저항계를 사용하여 측정될 수 도 있으며, 전압-전류방법으로 구해질 수도 있다. 또한 R₁과 R₃가 제거되어 점 B-C 사이의 병렬회로만 남는다면 병렬저항에 대한 공식을 사용하여 점 B-C 사이의 총 저항 RT₂를 계산할 수 있다. 따라서 병렬회로를 등가저항 RT₂로 대체할 수 있으며, 직렬회로에서의 총 저항 RT는 점 A-D사이의 총 저항 RT와 같다. 그러므로 직-병렬회로의 총 저항을 구하기위한 방법은 병렬회로를 등기저항으로 대체하고 나온 결과로 얻어지는 단순한 직렬회로의 저항을 구하면 된다. RT = R₁+RT₂+R₃이다.
- 병렬 - - 직렬 -
다음 그림을 보면 병렬회로가 두개인 것을 빼면 동일하다. 회로의 총 저항을 구하기 위해서는 우선 병렬부분의 등가저항을 구한다. RT1 = R₂R₄/ R₂+R₄이다.
점 D-E 사이의 등가저항 RT₂도 동일한 공식을 이용하여 구할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 병렬가지 중의 하나가 저항기 두 개의 직렬연결이므로 그 가지의 총 저항은 R₆+R7이 됨을 주의해야한다. 병렬회로의 저항에 관한 공식을 적용하면 RT₂는 다음과 같이 된다.
RT₂= R₅(R₆+R7) / R₅ + (R₆+R7) 이다. 또한 이것도 직렬로 연결한다면 RT = R₁+RT1 +R₃+RT₂+R₈ 이다.
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2014.06.19
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