소개글
"일반물리학 실험 휘트스톤브릿지 레포트"에 대한 내용입니다.
목차
1. 휘트스톤 브릿지
1.1. 기본 원리
1.1.1. 휘트스톤 브릿지 개념
1.1.2. 휘트스톤 브릿지 구조
1.1.3. 휘트스톤 브릿지 수식 도출
1.2. 실험 구성
1.2.1. 실험 장비 구성
1.2.2. 저항선 보드 구조와 측정 방법
1.3. 저항 측정
1.3.1. 미지저항 측정값
1.3.2. 색저항을 이용한 이론값 확인
1.4. 실험 결과 분석
1.4.1. 실험 결과 분석
1.4.2. 오차 원인 분석
1.5. 실험 개선 방안
1.6. 휘트스톤 브릿지의 실용 사례
2. 참고 문헌
본문내용
1. 휘트스톤 브릿지
1.1. 기본 원리
1.1.1. 휘트스톤 브릿지 개념
휘트스톤 브릿지는 1833년 새뮤얼 헌터 크리스티에 의해 고안되고, 1843년 영국의 물리학자 찰스 휘트스톤 경(Sir Charles Wheatstone)에 의해 개선되어 널리 알려진 회로이다. 휘트스톤 브릿지는 알려지지 않은(미지) 저항값을 구하기 위해 가장 보편적으로 사용되는 간단한 회로이다.
이 회로는 다이아몬드 모양으로 연결된 4개의 저항기로 구성되어 있다. 휘트스톤 브릿지가 평형을 이루어 검류계에 전류가 흐르지 않는 (c-d 사이에 전위차가 없는) 상태에서는 다음 두 식을 만족하여야 한다.
I1*R1 = Ix*Rx
I2*R2 = I3*R3
이 때, 검류계에 흐르는 전류는 없으므로, I1 = I2 , I3 = Ix 이고 따라서 위 식에 적용하면 (R1/R2) = (Rx/R3) 이고 Rx = (R1/R2)*R3 가 된다. 이는 미지저항 Rx는 3개의 기지저항 R1, R2, R3를 통해 계산할 수 있음을 의미한다.
즉, 휘트스톤 브릿지는 미지저항 Rx를 알려진 3개의 기저항을 통해 간단하게 측정할 수 있는 회로라고 할 수 있다.
1.1.2. 휘트스톤 브릿지 구조
휘트스톤 브릿지는 다이아몬드 모양으로 연결된 4개의 저항기로 구성되어 있다. 이 4개의 저항기는 각각 R1, R2, R3, Rx로 표현된다. 저항 R1과 R2는 가변저항으로 작용하며, R3는 기지저항, Rx는 미지저항이다. 검류계는 대각선 방향인 c-d 단자 사이에 연결된다. 휘트스톤 브릿지가 평형을 이루어 검류계에 전류가 흐르지 않을 때, 미지저항 Rx는 기지저항 R1, R2, R3를 통해 계산할 수 있다. 구체적으로 I1R1 = IxRx, I2R2 = I3R3의 관계가 성립하며, I1 = I2, I3 = Ix이므로 R1/R2 = Rx/R3가 된다. 따라서 Rx = (R1/R2)R3가 된다. 이처럼 휘트스톤 브릿지 구조는 기지저항과 가변저항을 이용하여 미지저항을 구할 수 있도록 설계되어 있다.
1.1.3. 휘트스톤 브릿지 수식 도출
휘트스톤 브릿지의 수식 도출은 다음과 같다.""
휘트스톤 브릿지는 알려지지 않은(미지) 저항값을 구하기 위해 가장 보편적으로 사용되는 간단한 회로이다. 아래 그림과 같...
참고 자료
한양대하교 물리교재위원회, 일반물리학실험, 제 4판, 한양대학교 출판부, 2020, 129-132
할리데이 외 2명, 일반물리학, 10판, 범한서적주식회사, 172-175, 197, 205
이병효, 회로이론 기초, 통일 출판사, 1998, 68-69
강대임.(1993). 스트레인 게이지를 이용한 응력 측정 및 이용, 대한기계학회지, 3(7), 661-670
대학물리학2(Raymond A. Serway, John W. Jewett)
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