3. Wheatstone bridge 4. Kirchhoff 의 법칙

1. 3. Wheatstone bridge4. Kirchhoff의 법칙 조교 황재원

2. 수업에 앞서..(레포트 제출) • 수요일 저녁 7시까지 미제출시 하루당 한등급씩 감점됨 • 자연과학대학 3층 사물함 중 28번 황재원 조교로 제출할 것.혹은이메일(Jaewon.Hwang.85@gmail.com) 으로 보낼 것 • 제출이 늦어질 만한 사유가 있는 경우 꼭 연락할 것. 연락이 없는 건에 대해서는 정상적으로 감점 • 수업시간에 제출할 경우 위의 원칙에 의해 한 등급 감점됨 • 레포트 작성관련 • 레포트 작성자 반드시 표기할 것. • 오차 논의 및 토론 부분과결론 부분은 각자 써서, 레포트 제출자에게 미리 전달한 후에, 레포트 작성자가 통합하여 제출.(각자 써야 개별 평가가 가능합니다) • 통합하지 않을 시 조원간에 토론하지 않은 것으로 간주하여,레포트 작성자 외의 조원의 레포트는 받지 않음. • 이번 주 개인 부분 미제출자는 다음주 월요일 5시까지 일괄적으로 제출할 것(미제출시 위의 원칙대로 하루당 한 등급씩 감점됨)

3. 수업에 앞서..(홈페이지 확인건) • http://caugp2011s2.tistory.com 로 가서황재원 조교 게시판 확인 • 최소한 실험 수업일 아침과, 주말 쯤, 일주일에 한 두 번 쯤은 공지를 확인해주세요. • 공지를 확인하지 못해서 생기는 불이익에 대해서는 책임지지 않습니다. • 가끔 공지 사항 글의 끝자락 즈음에 간단한 퀴즈 하나를 내서 맞추는 학생 선착순 2명에 대해 1회 지각 무마권 부여 (게시판을 자주 확인하시면좋을 듯…) • 당부의 말씀 • 결과 레포트 이면지에 쓰지 마세요. A4 용지가 없어서 그런 거라면 절 찾아오면 용지를 드릴테니, 제발 이면지에다가 쓰지 마세요.(추후 이면지 사용시에는 작성자 감점)

4. Ohm 의 법칙 전압이 V이고 전류가 I일때, R1을 지나가게 되면 IR1만큼의 전압 강하가 일어난다. 역시 R2를 지나가게 되면 IR2만큼의 전압 강하가 일어나게 된다. 최종적으로 전지의 반대부분까지 전류가 흐르게 되면 전압은 0이 된다.(정확히는 전지 자체가 가지고 있는 저항 때문에 0은 아니다!) 이렇게 전압 강하가 일어날 때 옴의 법칙 V=IR을 잘 따른다.

5. Kirchhoff 의 법칙(1) 분기점의 법칙 (전하량 보존의 법칙) 한 분기점을 설정했을 때, 흘러 들어온 전류(I1)은 그 분기점을 통해 나간 전류의 양(I2+I3)와 같다. 이는 곧 외부로부터의 전하의 유입이 없다면 전하량은 항상 일정하다는 전하량 보존의 법칙과 일치한다.

6. Kirchhoff 의 법칙(2) 전지가 있을 경우 전위를 V만큼 올려주고 저항이 있을 경우 V=IR에 따라 저항의 크기에 따라 전위가 떨어진다. 여기서 r은 전지가 가지고 있는 자체 저항이다. 이는 에너지 보존 법칙을 따른다.

7. Kirchhoff 의 법칙(3) 다음 회로를 생각해 봅시다. loop1 loop2 1법칙에 의해 (분기점 4개) loop3 Loop1에 대해 Loop2에 대해 Loop3에 대해 몇 가지 정보들을 합쳐 연립하면 복잡한 회로를 쉽게(?) 분석할 수 있다!

8. Kirchhoff 의 법칙(4) • Kirchhoff 법칙의 장점 • 시험에 잘 나온다. • 겉보기엔 상당히 어려운 법칙이지만 결국 말하고자 하는 내용은 전하량 보존 법칙과 에너지 보존 법칙이다. • 전류의 방향을 처음에 아무데나 정해도 폐회로만 잘 구성하면 전류의 방향 및 크기를 알 수 있다. • Wheatstone bridge도 이 Kirchhoff 법칙만 잘 이해하면 미지의 저항을 쉽게 구할 수 있다. • Kirchhoff 법칙의 단점 • 분기점이 많은 회로일 수록 식이 굉장히 복잡해진다. 그걸 모두 연립해서 풀어야된다...

9. Kirchhoff 의 법칙(5) • 주의 사항 • Multimeter사용법을 잘 숙지한 상태에서 사용해야 고장이 안 납니다. • 가급적이면 고장 방지를 위해 매뉴얼의 순서를 잘 지켜가면서 측정하시길 바랍니다. • Multimeter에서 값을 읽을 때 그 값이 변화를 할 때가 있습니다. 최초의 multimeter의 값이 보통 가장 정확합니다. 왜 그런지에 대해 이유를 한 번 생각해봅시다.

10. Wheatstone bridge(1) 만약 이라면 P점과 Q점의 전위차이가 없다는 것이다. 그 말은 곧 저항에 의한 전압 강하량이 같다는 말과 동일하다.

11. Wheatstone bridge(2) 전하량 보존을 생각해보면 이므로 다음의 관계를 생각해볼 수 있다. 그럼 이전 식과의 항등 관계를 이용하여 저항은 면적에 반비례하고 길이에 비례한다. 즉 -면적 한 갈래의 길을 여러 사람이 지나가는 것(전류)보다, 여러 갈래의 길을 가는 것이 유리하다.(저항의 병렬 연결도 같은 원리) -길이 한 갈래의 길이 길어질 경우 사람이 지나가는 것이(전류가 흐르는 것) 힘들어진다.

12. Wheatstone bridge(3) 위의 두 식을 이용하면한 도선 내에서 ρ, A값은 동일하므로 즉, ρ값을 모르더라도 미지저항을 구할 수 있다!

13. Wheatstone bridge(4) • 주의 사항 및 참고 사항 • 막대에 올려져 있는 저항을 직접 만지지 않습니다.(Hot!) • 실제로 실험을 통해 측정한 저항 값과, Multimeter를 이용해서 측정한 저항 값과, 색 띠를 통해 읽어낸 저항 값을 모두 표기합니다. • 각 미지 저항별로1mm~2mm 정도를 잘 못 재는 것이 이 실험에 얼마나 큰 영향을 미칠까요?