VoltLab 전기 실험대
전기 가상 실험대: 회로를 자유롭게 꾸미고, 전류·전압·소자 상태를 실시간으로 관찰하며, 계기 측정과 데이터 기록을 지원합니다.
단원 내용
직렬과 병렬 회로
꼬마전구 세 개로 혼합 회로를 만들고, 스위치를 여닫을 때 각 전구의 밝기와 전류가 어떻게 변하는지 관찰합니다.
옴의 법칙 탐구
가변 저항기로 고정 저항 양끝의 전압을 바꾸고, U와 I를 여러 조 기록한 뒤 U-I 그래프로 저항을 구합니다.
전원의 기전력과 내부 저항 측정
전압-전류법으로 낡은 건전지 하나(E=1.5V, r=1Ω)를 측정합니다. U-I 그래프의 세로 절편으로 E를, 기울기로 r을 구합니다.
꼬마전구의 전압-전류 특성 곡선 그리기
가변 저항기를 분압으로 연결하고, 0부터 전구 전압을 조절하면 휘어진 U-I 곡선이 나옵니다.
RC 회로의 충전과 방전
단극 쌍투 스위치로 축전기의 충전과 방전을 바꿉니다. 오실로스코프에서 지수 곡선을 관찰합니다. 시간 상수 τ = RC = 1 s입니다.
전원 차단 시 자체 유도
전구를 큰 인덕터와 병렬로 연결하면, 스위치를 여는 순간 전구가 한 번 번쩍인 뒤 꺼집니다.
LC 진동 회로
먼저 축전기를 충전한 뒤 인덕터로 전환하여, 전기장 에너지와 자기장 에너지가 서로 바뀌는 감쇠 진동을 관찰합니다.
브리지 정류와 축전기 필터
다이오드 네 개로 정류 브리지를 만들어 50Hz 교류를 맥류로 바꾸고, 필터 축전기를 넣으면 파형이 매끄러워집니다.
휘트스톤 브리지로 저항 측정
R3를 조절해 검류계 눈금을 0으로 맞춥니다. 브리지가 평형일 때 Rx = R2·R3 / R1입니다.
RLC 직렬 공진
신호원 주파수를 바꿉니다. f₀ = 1/(2π√LC) ≈ 503 Hz에서 전류가 최대가 되고, 축전기 전압은 전원 전압을 훨씬 넘을 수 있습니다.
변압기 원리
1차·2차 코일의 권수비는 2:1입니다. 교류 전압계는 실효값을 보여 주며, U₁/U₂ = n₁/n₂를 확인합니다.
다이오드의 단방향 도통
1 Hz 교류가 서로 반대로 병렬인 빨강·초록 LED를 구동하고, 두 등이 번갈아 빛납니다.
트랜지스터 빛 제어 가로등
광저항과 트랜지스터로 빛 제어 스위치를 만듭니다. 어두워지면 LED가 저절로 켜집니다.
직류 전동기
전동기의 기동 전류 충격, 역기전력, 그리고 부하가 회전 속도와 전류에 미치는 영향을 관찰합니다.
단락과 퓨즈
단락 스위치를 닫으면 전류가 급격히 커지고, 퓨즈가 끊어져 회로를 보호합니다.
제너 다이오드 정전압 회로
제너 다이오드가 역방향으로 항복한 뒤 양끝 전압은 거의 변하지 않습니다. 전원 전압이 크게 흔들려도 부하 전압은 5.1V로 유지됩니다.
줄의 법칙 탐구
같은 질량의 등유를 넣은 플라스크 둘에 저항선 5Ω과 10Ω을 직렬로 연결하고, 같은 시간 동안 온도계 눈금이 얼마나 오르는지 비교합니다.
도체 저항의 크기에 영향을 주는 요인 탐구
저항선 네 개는 재료, 길이, 단면적을 각각 다르게 하고, 차례로 회로에 넣어 전류의 크기를 비교합니다.
멀티미터 사용
옴 단으로 저항 상자의 저항값을 재고, 직류 전압 단으로 전지 묶음의 전압을 잽니다. 계기 다이얼을 클릭해 단을 바꿉니다.
전자석의 세기에 영향을 주는 요인
가변 저항기를 움직여 전류를 바꾸고, 전자석이 끌어당기는 핀의 수를 관찰합니다. 감은 수를 바꾸거나 철심을 빼 볼 수도 있습니다.
태양 전지로 전동기 구동
스탠드가 태양 전지판을 비추면 생긴 전기 에너지가 작은 전동기를 돌립니다. 조도를 바꿔 회전 속도, 전압, 전류를 관찰합니다.
빈 실험대
실험대를 비우고, 왼쪽 소자 목록에서 자신만의 회로를 자유롭게 구성하십시오.