[서울대학교 물리실험 레포트] 실험10. 변압기원리

소개글

[서울대학교 물리실험 레포트] 실험10. 변압기원리
굉장히 심도있게 실험했고, 다양한 레퍼런스 자료를 토대로 작성하였습니다.

목차

1.실험 목적
2.배경 이론
3.실험 방법 및 실험 결과
4.논의 및 해석

본문내용

1.실험 목적
전기 장비 중에서 널리 쓰이는 것으로 변압기가 있다. 높은 전압꽈 작은 전류를 더 낮은 전압과 더 큰 전류로 또는 그 반대로 변환시킬수 있다. 이 실험에서 부하전류가 없을때의 데이터를 측정한후 부하저항에 부하전류가 흐를때 변압기의 기능이 어떻게 수행되는가를 관찰한다.

2.배경 이론
그림과 같이 성층 철심에 권선n1(1차측)과 n2(2차측)를 감고 1차에 전류를 흘리면 1차권선에 흐르는 전류에 의해 1차측 철심에 자속이 발생하고 이 자속은 철심을 통해 2차권선을 쇄교한다.
2차권선의 내부에 있는 철심에서는 1차권선에 의한 자속의 변화를 방해하는 방향으로 자속이 발생하고 이 자속에 의해 2차권선에 기전력이 발생하여 전류가 흐르게 된다.

그러나 이때 발생한 전류는 잠시후면 없어지게 된다. 이는 1차측 권선에 의한 자기장의 크기에 변화가 있어야만 전류가 유도 된다는 것을 설명하는 것으로, 2차측에 계속적인 전류가 발생하기 위해서는 자기장의 변화를 위해 1차측에 교류를 흘려주어야 한다.
1차전압에 대한 2차전압은 권선수에 비례한다. 즉 (v1/v2) = (n1/n2)의 관계가 성립하고 이를 변압비라 한다.
변압기는 전원의 상수에 따라 단상과 3상 변압기로 나뉘며 철심의 구조에 따라 내철형, 외철형, 권철심형이 있다. 또한 권선 하나로 1차와 2차를 공동으로 사용하는 단권 변압기가 있는데, 이는 변압비가 2보다 작은 범위내에서 승압 및 강압을 할 때에 효율이 좋아 가정용 전압 조정기로 사용된다.

4.논의 및 해석
- 우선 실험은 측정하는것이 간단하고, 쉬웠다. 하지만, 그 데이터들은 정말 엉망이었다. 위의 12번 실험의 그래프를 봐도, 이론 관계식과 9번실험에서 데이터들로 만들어진 그래프는 그 차이가 약 90배 정도 나는것을 확인할수 있었다.
실험은 너무 간단하고, 단지 측정만 하면 되었기에 오차가 저렇게까지 크게 벌어날 이유가 없는데, 가만히 생각해보니 우리조가 Vr1 측정을 너무 건성으로 했던것 같다. 처음 실험할때는 0.132V 라는 값이 일정하게 나오길래 그냥 썼다가, 다른조와 비교를 해보니 아닌것 같아서 새로 실험을 해서 위와 같은 값을 얻었는데 역시 그 값 또한 오차가 너무 컸다.
- 그래프를 분석해 보면, 9번데이터와 12번관계식 데이터의 오차가 너무 커서 그래프 경향성이 잘 보이지 않았다. 그래서 9번 데이터를 축의 변경을 통해 좀더 자세히 보니 I2 와V2 가 서로 비례함을 알 수 있었다. 관계식 또한 기울기가 양수이기 때문에 비례함을 알수 있다.

참고 자료

-네이버 검색 - 물리홈페이지-실험 메뉴얼
-대학물리학1
-http://blog.naver.com/icwj2010.do?Redirect=Log&logNo=40005345930 변압기의 원리