전위차계에 의한 기전력 측정

소개글

결론 및 토의에
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목차

1)주제
2)목적
3)실험기구 및 장치:
4)실험 방법:
5)실험결과:
6)결론 및 토의
7)참고문헌

본문내용

1)주제: 습동선형 전위차계를 사용하여 표준 전지를 기준으로 미지 전지의 기전력을 측정한다.

2)목적: 모든 전지는 크기에는 차이가 있지만 내부저항 r이 포함되어 있어 전지 외부의 두 단자(a,b) 사이의 전위차(단자 전압)는 내부저항에 의한 전압 강하 때문에 이 회로에 흐르는 전류 I에 따라 달라진다. 한편 기전력 ε은 회로에 전위차를 유지시킬 수 있는 전지의 능력을 말하며, 회로에 흐르는 전류에는 무관하다. 이때 기전력 ε과 단자전압 V사이의 관계는 옴법칙(Ohm`s law)을 사용하여 구할 수 있다.

즉 위 그림1과 같이 기전력 ε, 내부저항 r인 전지와 부하저항 R이 직렬 연결되어 있을 때, 전체 합성저항은 이므로 이 회로에 흐르는 전류 I는
(1)
이 된다. 위의 식으로부터 기전력은 ε = Ir +IR이 되고 단자전압은 V=IR이므로 다음과 같이 쓸 수 있다.
(2)
여기서 전류 I가 0이 될 때 기전력 ε와 단자전압 V가 같게 된다.
위 그림 1과 식 (2)에서 기전력 측정에 중요한 다음의 두 가지 사실을 알 수 있다. 첫째로, 전지의 구조상 기전력의 직접 측정은 어렵다. 둘째로, 전지에 흐르는 전류가 0일 때 단자전압이 기전력과 같다.
기전력의 측정을 위해서는 전류를 흘리지 않고 전위차를 측정할 수 있는 방법을 강구하여야 하는데 일반적은 전압계를 사용하면 전류를 0으로 만들 수 없으므로 전위차계(porentiometer)라는 측정 기구를 사용하여 기전력을 측정할 수 있다.
그림 2는 습동선형 전위차계를 나타낸다. AB는 굵기가 같은 긴 저항선이로 는 표준전지의 기전력, 는 우리가 알고자 하는 미지전력의 기전력, ε은 기전력이 또는 보다 용량이 큰 보조 전지이다.

참고 자료

일반 물리학 실험(강원대학교 물리실험교재편찬회)[제3판] - 청문각