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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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
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.
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 [%]
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
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
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
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
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
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
