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실험 4. Ohm의 법칙과 키르히호프 전압 및 전류 법칙
1. 실험목적 (1) 전압과 전류의 측정값을 이용한 실험으로 Ohm의 법칙을 이해한다. (2) 직, 병렬 회로에서 전압과 전류를 측정하고 이를 이용하여 키르히호프(Kirchhoff) 전압 및 전류 법 칙을 이해한다. 2. 실험 이론 (1) Ohm의 법칙 어떤 도체의 양단에 일정한 전압을 가하면 도체에 일정한 전류가 흐르게 된다. 이때 도체에 가해진 전 압과 흐르는 전류는 일정한 비례 관계가 있는데, 이를 Ohm의 법칙(옴의 법칙)이라 한다. 예를 들어 그 림 1에서 직류 전압 V와 회로에 흐르는 전류 I가 있을 때 V/I가 일정하다. 즉, 식으로 나타내면
상수 로 나타낼 수 있고, 여기서 R은 저항(resistance)를 의미한다.
- 그림 1 (2) 키르히호프 전압 법칙(KVL) 키르히호프 전압 법칙(KVL)의 정의는 “임의의 폐회로에서 한 점에서 일정한 방향으로 일주하며 시작점 에 다시 도달한 경우 전압 강하량의 합은 항상 ‘0’이다”이다. 만약 일정한 방향으로 일주하며 전압 상승 이 일어날 경우, 전압 상승분에 (-)를 붙여 합을 구해야 한다. 예를 들어, 그림 2와 같은 회로에서 A점 에서 시작하여 시계방향으로 일주하며 키르히호프 전압 법칙을 적용할 경우 식 1과 같다.
- 식 1
그림 2의 회로에서 B점에서 C점으로 이동시 전압이 상승하였으므로 식 1에서 에 (-) 부호를 사용하 였고, D점에서 A점으로 이동하는 경우 역시 전압 상승하였으므로 또한 (-)부호를 사용한 것을 알 수 있다.
- 그림 2 (3) 키르히호프 전류 법칙(KCL) 키르히호프 전류 법칙(KCL)은 “회로에 임의의 점에 흘러 들어오는 전류의 양과 흘러나가는 전류의 양 은 같다”이다. 이 키르히호프 전류 법칙을 회로에 적용할 경우 임의의 점을 기준으로 유입하는 전류를 (+)부호를, 유출하는 전류를 (-)부호를 붙여 전류의 합이 “0”되게 하…(생략)
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