회로 실험 강의 내용 -...
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1주차 - 기초 회로 실험 설명 1. 실험 실습의 개념
공학(Engineering) : 자연현상이나 이에 대한 이론적인
학문을 실생활에 편리하게 적용하고 응용하는 학문
실험(Experiment) : 관찰하려는 사실에 대해 일정한 작업
과정을 통해 얻어진 결과로부터 법칙성을 만드는 과정
- 법칙은 반복 실험하여도 동일한 결과 도출
실습(Practice) : 각종 법칙을 직접 경험을 통해 습득하기
위하여 실제의 작업 과정을 실시하는 과정
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실험 실습의 목적 2. 실험 실습의 목적
자연현상의 과학적 이해
- 실험을 통해 자연 현상이나 이와 관련된 이론을 이해
- 항상 이론과 일치된 결과를 도출해야 함
(실험 결과가 이론과 일치하지 않을 경우 이유를 파악)
측정 기술 체득
- 실험을 통해 측정하는 방법을 체득
- 다양한 실험 장비 및 측정 장비의 사용법 습득
- 적극적이고 반복된 측정을 통해 측정 기술 습득
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실험 실습의 목적 2. 실험 실습의 목적
수량적 처리 능력 배양
- 정확한 실험 데이터 획득
- 실험 데이터 체계적 정리 필요
- 데이터에 기초하여 수학적 처리 능력 배양
결과의 분석 능력 배양
- 전체 실험 과정 이해
- 결과물 분석
- 이론과 실험 결과의 일치 여부 판정 능력 배양
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실험 실습의 목적 2. 실험 실습의 목적
계획과 설계 능력 배양
- 실험의 목적과 윈리와 실험과정을 이해하고
- 전체적인 실험 과정을 계획하고 준비
협동 정신의 함양
- 산업 현장의 실험 실습은 협동 실험이 많음
- 실험준비와 과정과 결과 도출에 협업 필요
- 각자의 역할을 수행하고 의사 소통 방법 경험
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실험 실습의 목적 2. 실험 실습의 목적
보고서 작성 능력 배양
- 실험의 결과를 정리하여 문서화
- 실험 결과를 문서화하는 방법 습득
- 형식에 맞는 보고서 작성
- 실험 결과의 발표 또는 보고 자료로 활용
- 타인으로 실험 결과의 이해 및 활용 기회 제공
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실험 실습시 유의사항 3. 실험 실습시 유의 사항
실험의 목적, 원리, 실험과정 충분히 이해
각종 실험 기기 및 측정 장비 조작 방법 이해
- 장비 및 기기의 조작 신중
- 장비 파손의 원인이 될 수도 있음
이론 강의와 달리 직접 참여를 통해 실험 과정 이해
- 적극성을 가지고 자발적으로 수행
문제점이나 애로점 발생시 기록하고 원인 파악 노력 필요
- 이해할 수 없을 경우 담당 교수에게 문의하여 해결
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실험 실습시 유의사항 3. 실험 실습시 유의 사항
실험 시간의 효율적인 활용
- 실험 시간에는 실험하는데 집중
- 실험 데이터의 정리는 실험 종료 후 실시
- 보고서 작성도 실험 종료 후 실시
- 데이터 정리 및 보고서 작성시 복습 기회 활용
실험 종료 후 가능한 빠른 시간 내에 보고서 작성
- 데이터 유실 방지
- 실험 진행 과정 인지하고 있을 때 작성
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실험실 기기 취급시 주의사항 4. 실험실 기기 취급시 유의 사항
실험실 정숙하고 청결한 상태 유지
전자 장비는 수분에 취약
- 파손의 원인이 되는 음료수 반입 금지
장비는 정리된 상태에서 이용
충격에 약하기 때문에 조심하여 취급
전자장비는 전기를 다루기 때문에 감전되지 않도록 주의
실험 배선은 가능한 간결하게 구성하여 단락 방지
- 단락되면 계측기 손상 초래
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실험실 기기 취급시 주의사항 4. 실험실 기기 취급시 유의 사항
실험 종료후 실험 테이블과 기기, 장비 정리
- 실험실 정리 정돈 (실험 테이블과 의자 등)
- 장비 및 전원 스위치 OFF
실험 측정에 적합한 계측기의 선택
전원의 종류와 용량에 맞는 소자 선택하여 실험
-과전압과 과전류 방지
측정하고자 하는 항목의 대략적인 크기 확인
- 이에 맞는 계측기의 측정 범위 선택
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측정의 기초 5. 측정의 종류
직접 측정(Direct Measurement)
측정 장비를 이용하여 직접 측정하는 방법
예) 전압이나 전류, 저항 측정
간접 측정(Indirect Measurement)
직접 측정할 수 없을 경우에 다른 항목을 측정한 다음
이로부터 계산하여 측정하는 방법
예) 전력 측정시 전압이나 전류를 측정하여 계산
오실로스코프로 전류 측정시 전압을 측정하여 계산
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측정의 기초 5. 측정의 종류
아날로그 측정(Analog Measurement)
측정 장비의 눈금판을 이용하여 측정
개인의 측정 오차가 있음
정밀도를 보장할 수 없음
디지털 측정(Digital Measurement)
측정값이 수치로 표시됨
개인의 측정 오차 없음
정밀도 높은 측정 보장
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측정의 기초 6. 정밀도와 정확도
정밀도 (Precision)
측정을 여러 번 반복하였을 경우에 측정값의 편차
정확도 (Accuracy)
측정값이 이론치와 벗어난 정도
정밀도는 높으나 정확도는 떨어질 수 있음
이론값 측정값
정밀도(Precision)
정확도(Accuracy)
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측정의 기초 7. 유효숫자
유효 숫자
- 유효숫자 의 앞 자리수는 오차를 포함하지 않으나
그 자릿수는 오차를 포함하는 숫자까지의 자릿수
유효 숫자의 예
- 1.23[A]에서 1.2까지는 오차가 없지만 0.03이하는
오차가 존재함 : 왜냐하면 반올림해서 만든 숫자
(유효숫자 1.23 세자리수)
- 1.230[A]에서 1.23까지는 오차가 없는 것이므로
(유효숫자 1.230 네자리수)
- 1.23[kW]에서 1.23까지 세자리 유효숫자이고
1230[W]는 1230 네자리수 유효숫자이다.
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측정의 기초 8. 오차
오차 : 측정값과 이론치와의 차이
오차의 종류
- 종합적 오차 (Gross Error) :모든 오차 포함
- 계통적 오차 (Systematic Error) : 부품과 계측기 결함 오차
- 무작위 오차 (Random Error) : 측정 항목과 측정기기의
불규칙한 변화에 의한 오차
오차의 표시
- 절대오차 (Absolute Error) : 측정값(M)과 이론치(T) 차이
- 보정 (Correction) : 이론치(T)와 측정값(M)의 차이
- 백분율 오차 (% error) : 이론치(T)에 대한 절대오차(e) 비율
% 𝒆𝒓𝒓𝒐𝒓 =𝑴 − 𝑻
𝑻× 𝟏𝟎𝟎 [%]
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측정의 기초 9. 단위
전자정보통신분야 단위계 : MKS (meter, kilogram, second)
전기 단위
단위 발음 적용예 단위 발음 적용예
A Ampere 전류 N Newton 힘
C Coulomb 전하 % Percent 백분율
dB Decibel 상대비교 rad Radian 호각도
F Farad 콘덴서용량 s Sec 시간
g Gram 무게 S Siemense 컨덕턴스
H Henry 인덕턴스 T Tesla 자속밀도
Hz Hertz 주파수 var Var 무효전력
J Joule 에너지 V Volt 전압
Ω Ohm 저항 W Watt 유효전력
Wb Weber 자속
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측정의 기초 10. 단위 접두어
10의 배수
발음 약호 10의 배수
발음 약호
1 deca da -1 deci d
2 hecto h -2 centi c
3 Kilo k -3 milli m
6 Mega M -6 micro u
9 Giga G -9 nano n
12 Tera T -12 pico p
15 Peta P -15 femto f
18 Exa E -18 atto a
21 Zetta Z -21 zepto z
24 Yotta Y -24 yocto y
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측정의 기초 11. 그래프를 그리는 방법
그래프의 종류를 결정 – 일반적으로 선그래프
그래프의 눈금 종류 결정 – 선형 또는 대수 눈금
- 가로축과 세로축 다르게 설정 가능
가로축과 세로축의 척도와 수치 범위 결정
– 적당한 크기 되도록
측정값을 점이나 x로 표시
표시되 점을 선으로 연결하여 그래프를 완성
- 점이나 x 표는 지우지 말고 가능한 그대로 유지
- 직선이 아니더라도 측정 결과를 그대로 연결
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보고서의 작성 12. 보고서 작성의 필요성
실험 결과 발표 및 보고
- 타인에 의한 실험 결과 이해 및 응용 기회 제공
- 타인에 의한 실험 결과 검증
향후 논문 작성의 연장
일정한 양식을 이용
- 내용 전달 용이하고 쉽게 이해되어야 함
- 타인이 빠른 시간에 실험 결과 파악
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보고서의 작성 13. 일반적인 보고서 포함 내용
제목 (필요에 따라 세부 제목 포함)
보고 일시, 보고자 소속 및 성명, 공동실험자, 보고받는 사람
실험 일시, 실험 환경(날씨, 기온, 습도)
실험 목적, 이론 및 원리
실험 회로도, 실험 방법 및 절차
사용기기 및 재료
실험 결과
- 결과데이타, 표, 그래프 포함
검토 및 고찰
기타 사항
- 건의사항, 의견, 실험후 느낀점 등
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보고서의 작성 14. 기초 회로 실험 보고서 작성
회로 실험 후 작성할 기초회로실험 보고서 내용
실험이 끝나고 다음주 실험전까지 제출
실험일자, 조번호, 반, 학번, 성명
제출일자, 공동실험자
실험 제목
실험 결과
- 결과 데이타, 계산값, 표, 그래프 포함
검토 및 고찰