화학전지 및 농도차 전지

목차

1. 실험 주제

2. 실험 목적

3. 실험 기구 및 시약 조사

4. 실험 이론

5. 실험 방법

6. 참고자료

멀티테스터 사용설명서

본문내용

다댄다. 만일 극성을 반대로한 경우에는 메타의 바늘이 반대방향(왼쪽)으로 돌아 테스터에 무리가 가해지고, 전압이 클 경우에는 급격한 회전으로 바늘이 휘는 경우가 있으므로 주의한다.
③ +, -리이드선을 ab에 갖다 대고 메타 바늘의 움직임을 본다. 눈금을 잘 읽을 수 없을때는 다이알스위치를 한 단씩 내려 측정 레인지를 맞추어 읽는다. 메타의 허용오차가 3∼4%이므로 최대값에 가까운 레인지 눈금에서 측정할수록 정확하게 된다.
(2) 교류전압(AC V)의 측정
다이알 스위치를 AC V에 놓고 직류전압을 측정하는 방법과 동일하게 측정한다. 다만 이때는 +, - 극성을 구별할 필요는 없다.
본래 멀티테스터에는 기본 측정소자로서 검류계(galvanometer)가 쓰여져 있으므로 직류에만 동작할 수 있도록 되어 있다. 따라서 교류전압 측정시에는 다이오드(diode)를 써서 교류를 맥류로 만들어 측정하게끔 되어 있다. 여기서 교류라고 하는 것은 일반적으로 sine파 교류를 말하며, 시간과 더불어 sine적으로 변하는 전압을 표현하는 데는 평균값, 실효값, 최대값등이 쓰이고 있다. 그림 c에서 최대값은 1사이클 중에서 가장 큰 전압값을 의미한다. 이 값을 Vm이라 하자.
평균값은 반 사이클의 전압을 평균한 값을 의미한다. 즉, [0,T/2]에서 Vav=2/T ∫sinωt dt 그림에서 면적 A+C와 면적 B는 같다. 전파정류의 경우에 Vdc=(2/π)Vm=0.64Vm에 해당된다.
한편, 전력 P=I2R=Im2R sin2ωt 으로 표현되는데, 평균전력 Pav는 sin2ωt의 평균이 1/2 이므로
Pav=(1/2)Im2R=(1/2)Vm2/R 즉, 실효치 전압,전류는 Vrms=Vm/√2=0.707 Vm, Irms=Im/√2 으로 나타낼수 있다.
실효값은 교류, 전류, 전압이 발생하는 주울(joule)열과 동일한 크기의 열량을 발생하는 직류전류, 전압의 크기를 의미한다.
검류계가 측정하는 것은 결국은 맥류의 평균값이다. 교류를 전파정류를 시킬 경우, 평균값은 0.64Vm에 해당되어 실효값 0.71Vm의 90%가 된다. 따라서 교류전압의 눈금스케일(scale)을 실효값으로 표시하려면 측정된 눈금위치에 10%를 더 크게 하여 측정값을 매겨야만 실효값으로 읽혀지게 된다. 그러나 그와 같은 오차는 10V이하의 교류전압에서 크게 나타난다. 따라서 10V이하의 교류전압을 측정할 때에는 미터판에 AC 10V only (태광 TM-360: 붉은색으로 표시)라고 별도로 표시된 눈금 스케일을 읽도록 되어있다. 10V이상의 교류전압의 경우는 실효값과 직류값(평
균값)이 거의 같게 나타나므로 직류전압 스케일을 공통적으로 사용하게끔 만들어져 있다.
(3) 직류전류(DC A)의 측정
① 전류 측정시에는 반드시 회로와 직렬로 연결시켜야 한다.
테스터의 다이알스위치 를 DC A로 돌려놓는다. 측정하려는
전류를 알지 못하는 경우에는 반드시 스위치를 최대 전류
레인지에 옮겨 놓은 후 전압이 높은 쪽(a점)에 적색 리이드선
(+단자)을, 낮은 쪽(b점)에 흑색 리이드선 ( -단자)를 접촉시켜
그림과 같이 측정한다. 바늘이 너무 작게 움직이면 레인지를 점차로 내려 오른쪽 부근에 바늘이 오도록 한다.
② 아주 낮은 전류를 측정하고자 할 때에는 측정 레인지를 저항레인지(전류,저항 혼용: 150㎃,15㎃,150㎂ 중 선택)로 옮긴다. 이때는 ㎂, ㎃로 쓰여있는 별도의 눈금스케일을 읽는다.
③ 250㎃이상을 측정하고자 할 때에는 DC A 레인지를 벗어나므로 그대로는 측정할 수 없다. 이때는 +리이드선을 테스터에서 뽑아 테스터의 윗 부분에 별도로 만들어져 있는 10A 단자에 연결하고 다이알을 DC A의 10A로 맞추어 측정한다.
(4) 저항(Ω)의 측정
① 우선 다이알스위치를 저항레인지의 적당한 곳에 넘겨 놓는다.
② 적색 리이드선과 흑색 리이드선을 접촉하여 단락시키고 "0" 오옴 조정기를 돌려 바늘이 저항눈금의 오른쪽 "0"의 위치에 오도록 조절한다. 이와같은 영점조절은 다이알스위치를 한 단씩 움직일때마다 반드시 반복해서 조절해야 한다.
③ 두 측정 리이드선을 저항의 양 단자에 접속시킨다. 이때의 저항은 반드시 독립된 저항이어야만 한다. 다시 말하면 측정도중 손가락으로 저항 양단에서 나온 금속 도선을 잡는다든가 하면 사람의 몸을 통해서도 전류가 흘러 저항과 사람이 병렬로 연결된 효과가 되어 정확한 측정값을 알 수 없게 된다. 또한 회로에 붙어있는 저항의 값을 측정하고자 할 때는 반드시 저항의 한 쪽 단자를 회로에서 자르고 난 뒤 그 저항을 측정해야 한다.
④ 전압계 및 전류계의 눈금스케일은 좌우 대칭인데 반하여 저항계의 눈금은 비선형적으로 만들어져 있다. 즉 스케일의 중앙에서 오른쪽은 수치를 세밀하게 읽도록 되어 있으나, 왼쪽은 눈금의 간격이 좁고 부정확하다. 따라서 저항을 측정할 때에는 중앙에서 오른쪽의 눈금을 이용할 수 있는 레인지를 선택할 때 정밀하게 측정할 수 있다. 바늘이 가리키는 값과 저항 배율기의 값과의 곱이 알고자 하는 저항값이 된다.
⑤ 저항을 측정한 후에는 반드시 다이알스위치를 저항 레인지 이외의 위치로 옮겨놓아야 한다.(저항측정시의 측정리이드선의 전압극성 참조)
(5) 저항측정시의 측정 리이드선의 전압극성
전류와 전압을 측정할 때에는 외부에서 멀티메타로 전류를 흐르게 하여 메타가 움직이도록 되어 있다.
이때 적색 리이드선은 외부 전압의 +극에, 검정 리이드선은 -극으로 가도록 되어 있으나 저항을 측정할 때는 멀티메타 내부에 별도로 마련된 전지가 측정저항에 전류를 흘리도록 되어 있다. 이때, 멀티메타의 내부의 리이드선에 대한 회로구성은 그림과 같다. 다이알스위치가 저항측정 레인지에 오게되면 멀티메타의 두 리이드선에는 내장전지의 전압이 나타난다. 이때 적색 리이드선이 -이고 흑색 리이드선이 +의 극성이 되는 것에 주
의해야 한다. (이와같은 테스터의 특성은 다이오드 및 트랜지스터의 극성을 식별하는데 이용된다.)
따라서 다이알스위치를 저항 레인지에 놓은체로 멀티메타를 방치해두면 두 리이드선이 접촉되는 경우에 내장 전지가 쇼트(short)되고 전지 수명이 현격히 저하 될 것이다.

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화학전지 ,   농도차 전지,   산화-환원 반응