전위선측정, Ohm's Law, Wheatstone-bridge에 의한 미지저항 측정 실험 예비&결과 레포트 A++

목차

전위선측정,

Ohm's Law,

Wheatstone-bridge에 의한 미지저항 측정

각 실험마다
▲ Purpose
▲ Theory
▲ Procedure
▲ Outcome
▲ Discussion
의 과정을 거침

본문내용

우 작지만 0은 아니다. 그러므로 구리의 저항값도 측정되어 포함되었기 때문에 (+) 값이 나왔을 것이다. 전류계와 전압계를 읽었을 때 눈금의 위치가 애매한 경우가 많았는데 그 눈금을 읽을 때 사람마다 ±0.1~±0.3정도 까지 차이가 많았다. 그 중에서 우리볼때 평균적으로 많은 사람이 선택한 것을 실험결과에 적었기 때문에 그로 인해서 ±1.0 정도의 오차가발생하게 되었던 것처럼 보여진다. (-) 값이 나오게된 원인은 이것으로 볼 수 있을 것이다.
♣ Wheatstone-bridge에 의한 미지저항 측정 ♣
▲ Purpose
휘트스톤 브리지의 구조와 사용 방법을 알고, 이것을 이용하여 미지의 전기저항을 정밀하게 측정한다.
▲ Theory
휘트스톤 브리지는 저항 를 연결하고, 점 a와 b 사이를 검류계 G로 연결하여 두 점 사이의 전위차를 알아볼 수 있게 한 장치이다. 이 휘트스톤 브리지는 과 및 를 적당히 조절하여 검류계(G)에 전류가 흐르지 않게 하여 평형조건을 찾는 영점법(null-comparison method)을 사용한다.
검류계에 있는 스위치를 닫았을 때 검류계의 지침이 0이 된다는 것은 a와 b점 사이에 전류가 흐르지 않는다는 것을 말하여, a와 b점은 등전위점이 되었다는 뜻이다. 이것은 와 이 같다는 뜻이므로, 다음 식이 성립된다.
지금 과 와는 서로 연결되어 있다. 검류계를 통하는 전류가 0이므로 가 되어, 비를 취하면 즉, 를 얻는다.
습동선형 휘트스톤 브리지에서, 과 는 단면적이 A이고 비저항이 인 균일 저항선이 선분으로 되어 있다. 따라서, 단위길이당 저항선은 일정하다. 따라서, 각 선분의 저항 과 는 다은 관계식을 만족한다.
에 대한 선분의 길이를 라 하면 는 다음 관계식을 만족한다.
길이 과 를 측정하고, 의 값을 정확히 앎으로써, 를 정확히 알아낼 수 있다.
▲ Procedure
위 그림은 Slide 형 Wheatstone Bridge로 기본 Wheatstone Bridge회로의 하변을 저항 대신 철선으로 변형한 회로이다.
G는 미소 전류계인 검류계로 브리지 회로가 평형 상태가 되면 검륙PWhr으로 흘러드는 전류가 영이 된다는 사실에 주목하면서 이 전류를 측정한다.
A, B사이의 철선 위에서 검류계 한쪽 단자를 이동시키며 검류계 G의 지침이 영이 되는 부분을 찾는다.
에 의하여 를 구한다.
저항을 바꾸어가면서 실험을 반복한다.
▲ Outcome
기구: 열선 1m, 저항 3㏀, 전압발생기, 측정기
구 분
측 정 값
구 분
측 정 값
저 항 값()
3 ㏀
저 항 값()
3 ㏀
열선길이()
60.5 Cm
열선길이()
94.6 Cm
열선길이()
39.5 Cm
열선길이()
5.4 Cm
미지저항계산()
1959 Ω
미지저항계산()
171 Ω
색 저 항
2000 Ω
색 저 항
200 Ω
▲ Discussion
휘트스톤브리지가 많이 쓰인다는 것은 알았는데 실재로 본적은 없었다. 이 기회에 보게 되었는데 의외로 크지 않은 기구를 사용했다. 오차가 많이 난다고 들었지만, 바늘이 이렇게 많이 움직일 줄 몰랐다. 제때 눈금 읽는 게 관건인데 여러 차례　돌려서 어느 정도 맞출 수 있었다. 실험에서 실제 저항 값과 오차가 많이 나는데 이는 여러 번 사용한 기계의 작동 이상과 사람들 마다 눈금 읽은 값이 틀린 것이 원인 일 것이다. 실험이라고 하기에는 그냥 측정값을 읽는 수준이고 시간도 금방 끝났지만 생소한 실험인 만큼 유익한 시간이었다. 여러 개를 사용하여 측정해야 하지만 시간부족으로 2번의 실험을 할 수 있었다. 이번 실험을 마지막으로 계절학기의 모든 실험을 끝마치며 공대인으로서의 소양을 다질수 있었던 좋은 기회였다고 생각한다.

키워드

전위선측정,   Wheatstone-bridge에 의한 미지저항 측정,   물리실험,   예비레포트,   결과레포트,   옴의법칙