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전기 저항 측정(Wheatstone Bridge)
학부 : 학번 : 이름 : 실험조 : 실험일시 :
◎실험 목적
휘스톤 브리지의 구조와 사용 방법을 알고, 이것을 이용하여 미지의 전기저항을 정밀하게 측정한다.
◎원리
1. 휘스톤 브리지는 그림1(a)와 같이 저항 R1, R2, Rk와 Rx를 연결하고, 점 a와 b 사이를 검 류계 G로 연결하여 두점 사이의 전위차를 알아 볼수 있게 한 장치이다.
2. 이 휘스톤 브리지는 R1과 R2 및 Rk를 적당히 조절하여 검류계 (G)에 전류가 흐르지 않게 하여 평형 조건을 찾는 영점법(null-souparison method)을 사용한다.
3. 검류계에 있는 스위치를 닫았을때 검류계 의 지침이 0이 된다는 것은 a와 b점 사이에 전 류가 흐르지 않는다는 것을 말하며, a와 b점은 등전위 점이 되었다는 뜻이다.
4. 이것은 Vab = IkRk 와 Vbc = I1R1이 같다는 뜻이므로
Ik Rk = I1 R1
Ix Rx = I1 R1 이 성립된다.
5. 지금 R1과 R2, Rk와 Rx 는 서로 연결 되어 있다
6. 검류계를 통하는 전류가 0이므로 I1 = I2, Ik = Ix 가 되어, 식Ik Rk = I1 R1 과 Ix Rx = I1 R1의 비를 취하면 Rx / Rk = R1 / R1 를 얻는다.
즉, Rx = Rk ( R2 / R1) 그림 1(b)와 같은 습동선형 휘트스톤 브리지에서, R1과 R2는 단면 적A 이고 비저항이 ρ인 균일 저항선의 선분으로 되어 있다.
7. 따라서, 단위길이다 저항은 일정하다.
8. 따라서 각선분의 저항 R1과 R2는 그 길이에 비례한다.
9. R1에 해당하는 선분의 길이는 l1, R2에 대한 선분의 길이를 l2라 하면 R1, R2는 R1 = ρ l1/A, R2 = ρL2/A 따라서, …(생략)
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