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실험목적
1. 직렬 연결된 저항기에 걸리는 전압강하의 합과 인가전압 사이의 관계를 구한다.
2. 목적 1에서 구해진 관계를 실험적으로 확인한다.
이론적 배경
키르히호프의 전압법칙은 복잡한 전기회로의 해석이 이용된다. 회로에서 직렬 저항기 R₁, R₂, R₃, R₄는 그것의 등가저항 또는 총 저항 RT로 대체될 수 있으며 RT는 총 전류 IT에 영향을 받지 않는다. IT, RT와 전압원 V 사이의 관계는 옴의 법칙에 의해 정의된다.
즉, V = ITR₁+ ITR₂+ ITR₃+ ITR₄이다.
ITR₁= R₁에 걸리는 전압강하 = V₁
ITR₂= R₂에 걸리는 전압강하 = V₂
ITR₃= R₃에 걸리는 전압강하 = V₃
ITR₄= R₄에 걸리는 전압강하 = V₄로 나타낼 수 있다.
V = V₁+ V₂+ V₃+ V₄은 폐회로 또는 폐루프에서 회로의 전압강하의 합은 인가전압과 같다는 것을 의미한다. 전기회로를 해석할 때는 대수적인 부호나 극성을 사용하는 것이 편리하다. 전자-흐름 전류의 경우에는 전자들이 ‘-’전위에서 ‘+’전위로 이동한다. 폐회로 내의 전압에 대수적 부호를 지정하기 위해서는 가정된 전류의 방향으로 이동한다. ‘+’단자가 먼저 도달되는 어떤 전압원 또는 전압강하를 ‘+’로 하고, ‘-’단자가 먼저 도달되는 어떤 전압원 또는 전압강하를 ‘-’로 한다. 키르히호프 전압법칙은 다음과 같이 일반화될 수 있다.
“폐회로 내에서 전압들의 대수적 합은 0이다.” 키르히호프 전압법칙은 다양한 형태의 회로에 대한 분석, 해석 그리고 고장진단 등에 효과적이고 중요한 수단으로 사용된다.
예비 점검
1. 그림 16-1에서 V₁= 3v, V₂= 5.5v, V₃= 6v, V₄= 12v 일 때, 인가전압 V = 26.5 V 이다.
-` V = V₁+ V₂+ V₃+ V₄이므로 3…(생략)
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공급되 는 전류는 5mA이다. 실험 준비물에 나열된 저항기만을 사용한다. 전류에 대한 허용오차 는 +-1%이고, 공급전압은 변할 수 없다. 완전한 회로도를 그리고, 모든 설계과정과 사 용된 수식을 보이시오.
-` 에서 이다.
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