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실 험 결 과 보 고 서
실험 명
키르히호프 법칙
날짜
장소
실험
목표
키르히호프의 1,2법칙을 실험을 통해 이해한다.
준비물
건전지, 저항, 멀티미터, 키르히호프 법칙 실험기,
1. 실험 원리
△키르히호프의 법칙
1) 제1법칙 : 여러 개의 회로가 한 점에서 만날 때 이 점에 흘러 들어오는 전류의 총합은 그 점에서 흘러나가는 전류의 총합과 같다.(전하량 보존의 의미)
2) 제2법칙 : 임의의 닫힌회로에서 그 회로의 기전력의 총합은 각 저항과 저항을 흐르는 전류와 곱의 대수합과 같다.(에너지 보존의 의미)
제2법칙을 사용할 때에는 먼저 회로를 도는 방향(시계 방향이나 반시계 방향)을 정하 고 그 방향으로 돌아가면서 기전력 E 나 전압 강하 IR 의 부호를 정한다.
즉, 전류의 방향이 정해진 방향과 같을 때는 (+), 반대일 때는 (-)로 한다.
Σ En = Σ In Rn
그림의 경우 닫힌회로 ABDA에서는 (시계 방향으로 돈다)
닫힌회로 CBDC에서는 (반시계 방향으로 돈다)가 성립한다.
△실험에서 사용하는 회로도의 이론 식
1. 키르히호프의 법칙 (1회로)
....................①
2. 키르히호프의 법칙 (2회로)
....................②
3. 키르히호프의 법칙 (3회로)
위의 세 식을 연립해서 풀면
....................③
....................④
....................⑤
4. 키르히호프의 법칙 (4회로)
위의 세 식을 연립해서 풀면
.…(생략)
① 멀티 미터를 이용하여 저항 크기를 각각 측정한다.
② 멀티 미터를 이용하여 건전지의 전압을 각각 측정한다.
③ 1회로도와 같이 키르히호프 법칙 실험기에 저항 R2와 R3을 연결하고
④ 2회로도와 같이 키르히호프 법칙 실험기에 저항 R1과 R2를 연결하고
⑤ 3회로도와 같이 키르히호프 법칙 실험기에 저항 R1, R2와 R3을 연결하고
⑥ 4회로도와 같이 키르히호프 법칙 실험기에 저항 R1, R2와 R3을 연결하고
5. 토 의
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을 만족하는 결과 값이 나왔다.
그러나 키르히호프의 법칙들은 만족 하지만 이론값과 측정값의 오차는 많게는 23%에서 작게는 0.027%의 값이 나왔다.
오차가 난 가장 큰 이유는 실험을 할 때, 게이지 눈금이 전자식 게이지가 아니라 바늘 게이지였고, 거기다가 눈금 한 간격 당 2.5였기 때문에 눈금을 읽기가 애매한 경우가 발생했다. 이것 때문에 오차가 크게 발생한 거 같다.
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