[자연과학][일반물리실험] 휘스톤 브리지를 이용한 전기저항 측정

휘스톤 브리지를 이용한 전기저항 측정

1. Subject

휘스톤 브리지를 이용한 전기저항 측정

2. Date

3. Group / Co-worker

4. Objective

휘스톤 브리지를 사용해서 미지저항 측정법을 습득하고, 또한 만능 브리지의 원리를 이해하고, 이것을 사용하여 L,C를 측정한다.

5. Theory

① 실험이론

그 림. 휘스톤 브리지
휘스톤브리지는 그림1과 같이 저항 , , 와 를 연결하고, 점 a와 b사이를 검류계 G로 연결하여 두 점 사이의 전위차를 알아볼 수 있게한 장치이다.
이 휘스톤브리지는 과 및 를 적당히 조절하여 검류계 G에 전류가 흐르지 않게하여 평형 조건을 찾는 영점법(null-comparison method)을 사용한다. 검류계를 a와 b점 사이에 달았을때 검류계의 지침이 0이 된다는 것은 a와 b점 사이에 전류가 흐르지 않는다는 것을 말하며, a점과 b점은 등전위점이 되었다는 뜻이다. 이것은 와 이 같다는 뜻이므로
(1)

(2) 가 성립된다.

지금 과 , 와 는 서로 연결되어 있다. 검류계를 통하는 전류가 0이므로 ,가되어, 식(1)과(2)의 비를 취하면
를 얻는다. 즉,

(3)

습동선형 휘스톤브리지에서, 과 는 단면적이 A이고 비저항이 인 균일 저항선으로 되어있다. 따라서, 단위길이당 저항은 일정하다. 각 선분의 저항 과 는 그 길이에 비례한다. 에 해당하는 선분의 길이는 , 에 대한 선분의 길이를 라 하면 , 는 , 이다. 따라서,

(4)

식 (4)를 (3)에 대입하면 는

(5)

이다. 따라서 l1 과l2를 측정하고, 의 값을 정확히 앎으로써, 를 정확히 측정할 수 있다.

② 휘스톤브리지

…

6. Apparatus

① 휘스톤 브리지 회로명판

② 측정용 저항선(1m)

③ 검류계(FONT`25mA)

④ 전원장치(DC 4V)

⑤ 기지저항 set(100W,1kW,10kW,1MW), 미지저항 set(10개)

⑥ 리드선:6개(짧은것),4개(긴것), 검침봉

7. Procedure

① 그림과 같이 회로명판에 나와 있는대로 회로를 연결한다.(명판의 실선은 이미 연결되어

② 에는 측정하고자 하는 저항(미지저항 set에서 선택)을 연결하고 에는 기지저항중

③ DC 전원과 검류계, 검침봉을 각각 명판에 연결하고 전원을 켠다.

④ 검침봉을 저항선에 살짝 접촉하여본다. 검류계의 바늘이 중앙의 0 주위