백열 램프의 비선형 저항 탐구: 실용 랩 가이드

부품 및 재료

• 계산기 (또는 연필과 종이)
• 6볼트 배터리
• 저전압 백열 램프 (라디오샥 카탈로그 #272-1130 또는 동등품)

참조

전기 회로 수업, 1권, 2장: "옴의 법칙"

학습 목표

• 전압계, 전류계, 저항계 사용
• 실제 회로에 옴의 법칙 적용
• 일부 저항이 작동 조건에 따라 변함 인식
• 가설 검증에 과학적 방법 적용

회로도

일러스트레이션

지시사항

1. 램프 저항을 멀티미터로 **무전원 상태**에서 측정. 이 값은 램프 내 얇은 금속 필라멘트 반영, 점퍼 와이어보다 높고 이전 실험 저항들보다 낮음. 나중에 비교용으로 기록.

2. 단순 1배터리 1램프 직렬 회로 구성. 멀티미터 적절한 전압 레인지로 설정, 램프 점등 후 양단 전압 기록. 이 값도 앞서 측정한 저항과 함께 보관.

3. 멀티미터 최고 전류 레인지(또는 오토레인지)로 전환, 전류계를 배터리와 램프 직렬에 삽입. 과레인지 없이 명확한 읽기 주는 레인지 선택. 앞서 기록한 전압, 저항과 함께 측정 전류 기록.

4. 옴의 법칙으로 예상 전류 계산: I = V ÷ R. 이 계산 전류를 측정값과 비교. 보통 계산 전류가 측정된 값보다 현저히 높음.

5. 다른 모델 미터(아날로그 vs 디지털)로 램프 저항 재측정. 저항은 무전원 부품에서만 측정해야 함. 전원 인가 상태면 외부 전압이 읽기 왜곡. 아날로그 미터가 같은 램프에 더 높은 저항 보고하는 경향.

6. 왜 램프 저항이 점등/비점등 상태나 다른 미터 간에 변하는지 숙고. 필라멘트 온도, 소재 특성, 미터 내부 저항 같은 요인 고려. 이 비선형 거동 설명하는 가설 수립.

7. 외부 변수(추가 광원 노출 등)를 램프에 도입하며 저항 측정으로 가설 테스트. 저항이 반응하면 가설 지지, 아니면 반증돼 대체 설명 모색.

이 체계적 접근으로 측정 기술 실습, 비선형 저항 이해 심화, 통제된 랩 환경에서 과학적 방법 연습할 수 있습니다.