휘트스톤 브릿지(Wheatston bridge)를 이용한 전기저항 측정 실험 레포트

소개글

Wheatston bridge의 구조와 사용 방법을 알고, 이것을 이용하여 미지의 전기저항을 정밀하게 측정하자.

목차

실험제목
실험목표
실험 기구 및 장치
이론

본문내용

Wheatston bridge는 그림 2.4.1(a)와 같이 저항 와 를 연결하고, 점 a와 b사이를 검류계 G로 연결하고 두 점 사이의 전위차를 알아볼 수 있게 한 장치이다. 이 Wheatston bridge는 과및 를 적당히 조절하여 검류계(G)에 전류가 흐르지 않게 하여 평형조건을 찾는 영점법(null-comparison method)을 사용한다. 검류계에 있는 스위치를 닫았을 때 검류계의 지침이 0이 된다는 것은 a와 b사이에 전류가 흐르지 않는다는 것을 말하며, a와 b점은 등전위점이 되었다는 뜻이다.
이것은 와이 같다는 뜻이므로


가 성립된다.
지금 과 , 와 는 서로 연결되어 있다.
검류계를 통과하는 전류가 0이므로 ,가 되어, 식(1)과 식(2)의 비를 구하면

를 얻는다. 즉,


그림 2.4.1(b)와 같은 습동선형 Wheatston bridge에서, 과 는 단면적이 A이고 비저항이 인 균일 저항선의 선분으로 되어 있다. 따라서, 단위 길이당 저항 는 일정하다. 따라서 각 선분의 저항 과는 그 길이에 비례한다. 에 해당하는 선분의 길이는 에 대한 선분의 길이를 라 하면 는

따라서

이다. 따라서 과 를 측정하고, 의 값을 알면 를 측정할 수 있다.
그림 2.4.2는 길이 , 단면적 A인 저항선을 나타낸다.
저항은 면적에 반비례하고 길이에 비례하므로

를 만족한다. (: 비저항)
길이 인 저항 과 길이 인 저항 는 다음과 같다.

본 실험은 길이 인 저항에 의 값이 각각 0.001, 0.1, 1, 10, 100, 1000인 위치에 단자를 연결하여 배율을 정하였다.
한편 알 수 없는 저항 를 정밀하게 측정하는 장치로는 다이얼형 Wheatston bridge가 있다.

7. 실험방법
(1) 그림2.4.1(b)와 같이 회로를 구성한다

(2) Rx에는 측정하고자 하는 저항을 연결하고, Rk에는 가변저항상자를 연결한다.

(3) 검류계 보호용 고정저항 10,000Ω을 SPST스위치(단극단자 스위치)K2에 병렬로 연결하고 스위치를 개방(Off)으로 한다.

참고 자료

없음