2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 실험 4. 저항과 LED 실험 일자 : 2022년 03월 29일 IT대학2호관 225호 9조 윤태경 2021116443 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 1. 실험목적 1) 가변저항과 Array 저항을 구성하고 측정하는 방법을 익힌다. 2) DMM을 통해 옴의 법칙을 확인해본다. 3) 저항의 직렬/병렬 연결을 익히고 KVL 전압 분배 법칙을 익힌다. 4) Thevenin등가 회로를 구성하고 측정하는 방법을 익힌다. 5) LED의 특성과 AC회로 측정법을 익힌다. 6) 오실로스코프의 XY모드로 변경하는 방법과 파형을 선명하게 표시하는 법을 익힌다. 2. 실험 과정 및 결과 분석 실험 1) 가변저항 측정 ⚫ 가변저항의 다리 3개를 차례대로 빵판에 배치한다. (그림1) ⚫ 𝑅𝑎𝑏 를 측정하는데, 이때 프로브 전용 드라이버를 사용하여 자변저항 회전체를 돌리면서 측정한다. ⚫ 𝑅𝑎𝑐 를 측정할 때 회전체를 돌려서 저항값이 300Ω이 되도록 설정하고, 회전체를 돌리지 않고 그대로 𝑅𝑏𝑐 를 A 측정한다. C B [그림1] 가변저항 A,B,C 표 1) 가변저항 측정값 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 실험 2) Array저항 측정 [그림2] Array저항값 (1,2) [그림4] Array저항값 (2,3) [그림3] Array저항값 (1,3) 표 2) Array 저항 측정값 실험 3) DMM을 통해 옴의 법칙 확인 ⚫ 1kΩ 저항에 대한 옴의 법칙을 확인하기 위해 회로를 구성한다 (그림5) ⚫ 회로를 구성할때는 전원공급기의 출력을 비활성화 한다. ⚫ 전류 측정용 멀티미터는 직렬, 전압 측정용 멀티미터는 병렬로 연결한다 ⚫ 전압을 0 V 부터 10 V 까지 가변하면서 전류와 전압을 측정한다 ⚫ 측정 결과를 토대로 전압과 전류 사이에 선형관계가 성립하는지 확인한다. 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 [그림5] 회로 구성을 통한 옴의 법칙 확인 표 3) 전압을 가변하면서 전류와 전압 측정 ⚫ 그래프를 통해 측정된 값들을 점으로 표시하고 점들을 연결했을 때 근사적으로 직선이 됨을 확인할 수 있다. ⚫ 전압과 전류 사이에 선형관계가 성립됨을 확인할 수 있다. 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 실험 4) 저항의 직렬과 병렬연결 ⚫ 1kΩ과 2kΩ 저항 2개를 멀티미터로 연결해서 그 값을 기록한다. ⚫ 1kΩ과 2kΩ 저항 2개를 서로 직렬, 그리고 병렬 연결한 후 등가저항을 측정한다. [그림6] 1kΩ 저항 측정 [그림7] 2kΩ 저항 측정 표 4) 1kΩ과 2kΩ 저항 측정 값 [그림9] [그림8] 1kΩ 2kΩ 직렬 연결 1kΩ 2kΩ 병렬 연결 표 5) 1kΩ과 2kΩ 저항 직렬/병결 측정 값 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 실험 6) KVL과 전압 분배 법칙 ⚫ 폐회로에 1kΩ과 2kΩ의 저항을 (그림10)과 같이 직렬 연결한 후, 전원공급기의 전압을 6V로 설정한다. ⚫ 2개의 DMM을 이용하여 회로 각각의 전압을 측정하고 KVL과 전압분배법칙의 성립하는 지 확인한다. [그림10] 회로 구성 [그림11] Vs 값 측정 [그림12] V1 값 측정 표 6) KVL과 전압 분배 법칙 측정값 𝑉1 = = 𝑅1 𝑉 𝑅1 + 𝑅2 𝑠 1 × 6 = 2V 1+ 2 𝐾𝑉𝐿 ∶ 𝑉𝑠 = 𝑉1 + 𝑉2 = 6𝑉 𝑉2 = = 𝑅2 𝑉 𝑅1 + 𝑅2 𝑠 2 × 6 = 4V 1+ 2 [그림13] V2 값 측정 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 실험 7) Thevenin 등가회로 ⚫ (그림14)와 같이 회로를 구성하고 전류 I를 측정한다. ⚫ (그림15)와 같이 회로를 구성하는데, 이 회로는 등가회로로, 기존 회로와 같은 전류값을 가질것이다. [그림14] 회로 구성 [그림15] Thevenin 등가회로 구성 [그림16] 그림14,15의 전류 표 7) 그림 14, 그림 15 (Thevenin 등가회로)의 전류 측정 값 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 실험 8) DMM을 이용한 LED특성 측정 ⚫ (그림17)과 같이 LED를 빵판에 연결 후, 다이오드 측정 모드에서 LED를 측정한다. ⚫ LED를 순방향, 역방향으로 측정하여 전압을 기록한다. [그림17] DMM을 이용한 LED 특성 측정 [그림18] LED 순방향 측정 [그림19] LED 역방향 측정 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 실험 9) AC측정법 ⚫ (그림20)과 같이 회로를 구성한다. ⚫ 파형발생기로 정편하 크기 20Vpp, 주파수 100Hz, 임피던스를 무한대로 출력한다. [그림20] 회로 구성 ⚫ 오실로스코프를 XY모드로 전환한다. ⚫ 채널1, 2의 0V기준점을 중앙에 설정하고 채널2를 반전시킨다. ⚫ 채널1 수직스케일은 5V/div, 채널2는 200mV/div로 설정한다. [그림21] 오실로스코프 화면 출력 [그림22] XY모드 전환 후 스케일 설정 ⚫ 정확한 측정을 하기 위해 특성곡선을 키운다. ⚫ 파형을 더 선명하게 보기 위해 파형지속시간을 늘리고 파형밝기도 늘린다. ⚫ 비연동식 커서를 활용하여 𝑉𝑓 와 𝑅𝑓 값을 측정한다. 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 [그림23] 오실로스코프 파형 키우기 [그림24] 연동식 커서를 통해 Vf, Rf 값 측정 𝑉𝑓 = 1.85 𝑉 𝑅𝑓 = 933[𝑚𝑉] = 20.4𝛺 456[𝑚𝑉 ]/ 10[𝛺] 표 9) 𝑉𝑓 와 𝑅𝑓 측정 값 실험 10) LED의 구동 ⚫ 저항과 LED소자를 (그림25)와 같이 빵판에 구성한다. ⚫ 전원공급기와 빵판을 서로 연결하고, 채널1의 출력전압을 5V로 설정하고 출력한다. ⚫ 다양한 저항값으로 바꿔가며 측정되는 전류, 전력 그리고 밝기를 관찰해서 기록한다. [그림23] 저항과 LED소자로 회로 구성 2022-01 경북대학교 전자공학부 전자공학실험1 결과보고서 표 10) 전류값, 출력전력값, 빛의 밝기 측정 3. 결과 분석 및 결론 ⚫ 가변저항과 Array 저항을 구성하고 측정할 수 있다. ⚫ DMM을 통해 옴의 법칙을 확인할 수 있다. ⚫ 저항의 직렬/병렬 연결을 할 수 있고 KVL 전압 분배 법칙을 구현할 수 있다. ⚫ Thevenin등가 회로를 구성하고 측정할 수 있다. ⚫ LED의 특성과 AC회로 측정을 할 수 있다, ⚫ 오실로스코프의 XY모드로 변경하는 방법과 파형을 선명하게 표시할 수 있다.