성균관대 기초회로실험 3주차실험 - Kirchhoff's Current Law(KCL) & Kirchhoff's Voltage Law(KVL)

1. 실험목적
Kirchhoff의 전류법칙과 전압법칙을 이해하고 실험적으로 그 결과를 확인한다.

2. 기초이론
Kirchhoff's Current Law (KCL)
KCL은 임의의 접속점에서 유입전류왿� 유출전류의 대수합은 0이라는 법칙이다. 쉽게 말해 ‘회로에 들어온 전류의 크기는 회로에서 나가는 전류의 크기왿� 같다’라는 법칙이다.
위 그림에서 보면 양쪽에서 전류들이 들어오고 있는 모습을 확인할 수 있다. KCL을 이용하여 O점에 들어오는 전류를 표현하면 다음과 같다.

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◈ 오차 분석
위의 실험은 주어진 회로의 각 저항에 걸리는 전류를 측정하는 실험이었다. 측정된 값을 보면 이론값과 큰 차이는 없었지만 어느 정도의 차이는 있었다. 그 원인을 분석하겠다.
첫 번째로 멀티미터에 이상이 있었다. 멀티미터의 영점이약 0.082로 잡혀 있었다. 그래서 위의 표에 작성을 할 때는 측정했던 값에서 0.082를 뺀 값을 기록하였다. 그런데 이 0.082라는 값이 일정하게 유지되지 않고 조금씩 흔들리는 모습을 볼 수 있었다. 멀티미터의 영점이 제대로 잡히지 않았고 영점이 흔들린 것이 오차의 첫 번째 이유이다. 두 번째로는 전압이 일정한 값으로 공급되지 않았다. 전압을 공급할 때 정확한 디지털 신호를 준 것이 아니다. 눈금에는 정확한 디지털 값으로 맞춰져 있다 하더라도 소수점 한자리까지만 표시해주는 기계였으므로 그 이하에서 흔들리는 전압의 값은 맞출 수가 없었다. 미세한 전압의 흔들림에도 변화가 생기는 이번 실험에서는 내부에서 흔들리는 전압의 정도도 무시할 수 없다. 세 번째로 저항이 정확히 이 값들을 가지고 있지 않았다. 모든 저항은 처음 제작될 때 완벽하게 만들어질 수 없으므로 이 점 또한 이번 실험에 영향을 미쳤을 것이다. 네 번째로는 멀티미터왿� 전압 공급기의 내부 저항과 도선과 빵판의 자체 저항이 있다. 이 실험 기구들의 내부저항도 무시할 수 없으므로 이번 실험에 전체 저항을 조금 증가시키는 영향을 미쳤을 것이다.