붿�경대 기초전자공학실험 5 최대전력전달 결��보고서

이 실험은 부하저항에 흐르는 전류 I를 구하고, 이를 이용해 부하에 전달되는 전력을 구해보기 위한 실험이었다. 부하저항 RL에 흐르는 전류 IL은 Vs/(Ri+RL)과 같이 나타낼 수 있다. 부하에 걸리는 전압과 흐르는 전류 및 부하저항에 옴의 법칙을 적용하면 전력은 P(t) = V(t) *I(t) = R{i(t)}^2 = {v(t)}^2 / R 과 같은 식을 이용해 계산할 수 있다. 이를 이용해 변화하는 저항에 따른 전압의 값을 측정해 이를 이론적으로 계산한 값과 비교해 저항에 따라 전력이 어떻게 변하는지 저항과의 관계를 알아보았다.

이를 위해 실험에서 가변저항을 사용하는 방법을 숙지한 뒤 실험에서 사용하였다. 처음 가변 저항을 사용할 때 원하는 저항으로 변화시키는 것이 어려웠다. 저항을 변화시키고 저항의 값을 측정해 확인해 보는 방법은 시간이 많이걸려 비효율적이기에 저항을 측정하면서 조금씩 변화시키는 방법을 사용하여 조금 더 편하게 저항을 변화시킬 수 있었다.

전력은 Rs왿� RL의 크기가 같아질수록 값이 증가했다. 이를 통해 최대전력이 전달되기 위한 Rs과 RL의 관계는 Rs = RL 이라는 이론적 조건을 이 실험을 통해 확인할 수 있었다. 실험을 통해 부하전력 PL과 전원의 공급전력 Ps를 알 수 있는데, 이를 이용해 효율은 PL / Ps = 부하전력 / 전원의 공급전력라는 식을 구성할 수 있다. 각 저항에 따른 효율을 살펴보면 Rs왿� RL의 크기가 같아질수록 전력의 효율또한 높아진다는 것을 알 수 있다. 이를통해 Rs과 RL의 관계가 Rs = RL일 때 최대전력이 되므로 전력의 효율또한 최대가 된다는 것 또한 확인할 수 있다.

위 실험에서 측정값과 이론적으로 계산한 값을 비교하였는데, 이때 가변저항을 이론값과 정확히 같도록 조절할 수 없었기에 조금 차이가 있는 채로 전압을 측정하여 전력을 계산하였다. 따라서 미리 계산해둔 이론값과 측정값을 비교했을 때 작은 양의 오차가 발생하였다.