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물리학실험 레포트 보고서 올립니다 휘스톤브릿지를 이용한 전기저항 측정

[물리학실험 레포트 보고서] 휘스톤브릿지를 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
휘이트스톤 브리지는 직류브리지중에서 대표적인 것으로서, 검류계의 전류가 0이 되도록 평형 시키는 영위법을 이용하여 미지저항을 구하는 방법이다. 미지저항 X를 그림과 같이 접속하고, R을 가변하여 검류계의 전류가 0이 되도록하면 I1=I3 , I2=I4가 되고 c,d점의 전위가 같아지므로 Vac=Vad, Vbc=Vbd 즉 PI1=QI2 , RI1=XI2 가 된다.
X=Q/P R
이므로 미지저항을 구할수 있다.
이 식을 평형 조건이라 하고 하며, Q/P를 비레변 , R를 평형변이라고 한다.
휘이트스톤 브리지에는 플러그형과 다이얼형의 두가지가 있는데, 플러그형은 접촉저항은 적으나 접점수가 많은 결점이 있고 측정법은 어느 것이나 비례변을 일정값으로 하고 가변 저항 변을 조정하여 평형을 취한다.
G
K1
X
Q
P
K2
R
A
b
c
a
d
I1
I3
I4
I2
G
K1
X
Q
P
K2
R
b
c
a
d
I1
I3
I4
I2

전위차계형 다이얼형
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
` 휘스톤브리지 장치도 `

① 그림과 같이 회로명판에 나와 있는대로 회로를 연결한다.(명판의 실선은 이미 연결되어
있는것, 회로가 비교적 간단하므로 학생들은 점선과 단자만을 연결하면 된다.)
② 에는 측정하고자 하는 저항(미지저항 set에서 선택)을 연결하고 에는 기지저항중
적당한것을 선택(와 의 크기 스케일이 비슷한것 선택)하여 명판에 연결한다.
③ DC 전원과 검류계, 검침봉을 각각 명판에 연결하고 전원을 켠다.
④ 검침봉을 저항선에 살짝 접촉하여본다. 검류계의 바늘이 중앙의 0

자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=18050424&sid=leesk55&key=

[문서정보]

문서분량 : 6 Page
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자료제목 : 물리학실험 레포트 보고서 올립니다 휘스톤브릿지를 이용한 전기저항 측정
파일이름 : [물리학실험 레포트 보고서] 휘스톤브릿지를 이용한 전기저항 측정.hwp
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