[자연과학] 일반물리학 실험 - 휘트스톤 브릿지를 이용한 저항 측정

실험명 : 휘트스톤 브릿지를 이용한 저항측정 실험 목적 : 물질의 특성의 하나인 전기 저항에 대해 알아본다. 휘트스톤 브릿지의 원리와 구조를 이해한다. 미지 저항의 값을 측정한다. 이론 : (1) 휘트스톤 브릿지의 원리 전류는 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐른다. 전위차가 없을 경우에는 전류의 흐름이 없다. 이때 중앙의 검류계의 전류가 0일 경우는 a에서 b까지의 전위차가 a에서 d까지의 전위차와 같으므로 각각의 저항 에 흐르는 전류를 라고 할 때 b 식 = 를 만족하고 a c b-`c 의 전위차와 d-`c의 전위차도 동일하므로 d 식 = 를 만족한다. 이때 b,d사이의 전류 흐름이 없으므로 I1 = I4, I2 = I3이다. 이를 정리하면 R1R3 = R1R4를 얻는다. (2) 와이어 휘트스톤 브릿지의 원리 저항의 식은 R = 를 만족한다. (L = 길이, A = 단면적, = 비저항) 이때 와이어가 검침봉에 의해 L1과 L2의 두 부분으로 나뉜다고 생각하고 각각의 저항을 R2 , R3라 하고 기준 저항을 R1이라고 하고 미지 저항을 R4라고 한다. R2 = , R3 = 이다. 원리 (1)에서 얻은 식에 대입하여 R4에 대해 정리하면 R4 = 이다. 즉, 기준 저항 R1과 와이어의 길이 L1, L2를 알때에 미지 저항 R4를 결정 할 수 있다. 실험 기구 및 장치 1) DC Power Supply 2) 검류계 3) Slide-Wire 4) (-)자 검침봉 5) 기준저항 6) 미지저항 7) 멀티미터 , 집게 전선 실험 방법 1) 슬라이드-와이어 형 휘트스톤 브릿지를 설치한다. 2) 회로가 제대로 연결 되었는지 확인한다. 3) DC Power Supply의 전압을 2V로 맞추어 전류를 공급한다. 4) 기준저항을 멀티미터로 측정하고 평균값을 구하여 기준저항으로 결정한다. 5) 검침봉을 Slide-Wire 위에서 움직이면서 검류계 바늘이 0이 되는 곳을 찾는다. 이때 검침…
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