AReS

PART1DC 회로

실험목적

1.저항(R), 전류(I), 전압(E)의 특성과 이들의 상호 관계를 설명하는 OHM의 법칙을 이해한다.
2.2개 이상의 저항이 직렬 또는 병렬로 연결되었을 때 그 합성 저항의 변화에 대하여 알아본다.
3.Kirchhoff‘s Law을 이용하여 전압원이 두 개 이상인 회로에서 전류의 Branch 및 각 요소의 전위에 대하여 알아본다.
4.저항 측정은 물론 각종 신호의 감지 회로에 응용되는 Wheatstone Bridge의 Balance 회로에 대해 알아본다.

실험 1 : OHM의 법칙

이론

Ohm의 법칙은 전압(E), 전류(I), 저항(R)의 상호관계를 정의한다. 즉 전압은 전류와 저항에 비례하며, 전류와 저항은 서로 반비례한다는 것을 보여준다. 전압은 두 점간의 전위차를 말하는 것으로 전기(전류)압을 의미하고, 기호는 "E"로 표시하며 단위는 V(Volt)로 나타낸다. 전류는 전하의 이동을 말하며 정전하가 이동하는 방향을 +방향으로 정한다. 단위 시간(Sec)내에 흐르는 전류를 표시할 때 기호로는 "I"로 나타내고 단위는 A(Ampere)로 나타낸다. "R"로 표시되는 저항은 전류의 흐름을 방해하는 정도를 정의하며 단위는 Ω(ohm)으로 나타낸다. 1V의 전압에서 1A의 전류가 흐른다면 이 회로의 저항은 1Ω인 것이다. Ohm’ Law을 수식으로 표현하면 다음과 같다.

E=R×I,I= E/R,R=E/I

fig1-2 그림 1-2Current Circuit

그림 1-2는 기본적인 전류 회로를 보여주고 있다. 여기서 전류계는 회로에 직렬로, 전압계는 측정하고자 하는 부하에 병렬로 연결한다. 저항이 거의 없다는 것은 단락(Short), 저항이 무한대와 같다는 것은 개방(Open)됨을 말한다. 또한, 전류가 흐르는 회로에 저항이 연결되면 일(Work)이 발생하며 이를 전력이라 부른다. 전력은 전류가 단위 시간에 하는 일의 양을 말하며 기호로는 "P"로 표시하고, 단위는 W(Watt)로 나타낸다. 만약 일정한 저항을 갖는 부하일 경우에는 그 부하 양단의 전위차(전압)의 제곱에 비례한다. 전력을 전압, 전류, 저항과의 관계로 수식적으로 표현하면 다음과 같다.

P=EI=I^2 R= E^2/R

실험 과정

fig1-3 그림 1-3

1. M-01의 회로-1에서 A2-1a 단자와 1b-1c 단자를 연결하여 그림 1-3과 같이 회로를 구성한다.

2. 전원 공급기의 출력 전압을 10V로 하여 그 출력을 회로의 입력 단자 (+)-(-)에 연결한다. 그리고 전압계와 전류계를 그림 1-3과 같이 연결한다.

3. 전압계와 전류계로부터 전압과 전류를 측정하고, 표 1-1의 해당란에 기입한다. 그리고 오옴의 법칙에 따라 저항값을 계산하여 기입한다.

실험 1-1.1 옴의 법칙 (M-01의 Circuit-1에서 그림 1-3과 같이 회로를 구성한다.)

1.결선 방법(M-01의 Circuit-1)

1. 회로결선

Circuit-1의 A2 단자와 1a 단자 간을 황색선으로 연결하고, 1b 단자와 1c 단자 간을 황색선으로 연결한다.(R2 단락)

2. 전원 연결

Variable Power에 com 단자와 Circuit-1의 0~10V 입력의 (-) 단자 간을 흑색선으로 연결하고, V1 단자와 Circuit-1의 0~10V 입력의 (+) 단자 간을 적색선으로 연결한다.

3. 계측기 연결

전류계 연결

Circuit-1의 A1 단자와 전면 패널의 Multimeter Current의 mA/A 단자 간을 적색선으로 연결하고, A2 단자와 Low 단자 간을 흑색선으로 연결한다.

전압계 연결

Circuit-1의 0~10V 입력의 (+) 단자와 전면 패널의 Signal Input의 A+ 단자 간을 적색선으로 연결하고, (-) 단자와 A- 단자 간을 흑색선으로 연결한다.

2.결선도

flash

3.측정방법

1Touch LCD 패널 좌측 메뉴에서 variable power 를 선택한다.
23 CH DC 탭을 선택하고, DC Voltage V1에서 button_arrow 를 클릭하여 10V를 설정한다.
DC Voltage V1을 더블 클릭하여 Quick Number Keypad를 이용하여 1 , 0 그리고 ok 클릭하면 직접 입력된다.
3on을 클릭하면 다음 화면과 같으며, DC 10V의 출력이 회로에 입력된다.
4Touch LCD 패널 좌측 메뉴에서 analog input 을 선택한다.
5메인 창에 Volt & Ampere Meter 탭을 선택하고, CH A 창에서 voltage 클릭하고 Function에서 av 및 dc 를 클릭한 후 CH A에 표시된 측정값을 표 1-1의 그림 1-3 란에 기록한다. 이때 CH A는 R1 양단의 전압 V-1이다.
아래 그림에 CH에 표시되는 전류는 측정 되어져 나오는 값이 아니라 우측 하단에 표시 되는 저항 값(Ω)에 대해서 전류를 계산으로 표시한 것이다.
6좌측 메뉴에서 dmm 을 클릭하면 Digital Multi Meter 창이 나타나며 이때 dci 를 클릭하면 A-1의 전류값이 나타난다. 표 1-1의 그림 1-3 란에 기록한다.

4.계산

1. 표 1-1의 그림 1-3 란에서 측정된 전압과 전류를 가지고 옴의 법칙에 따라 저항값을 계산하여 기입한다.