[일반물리학실험]성균관대 휘트스톤브리지를 이용한 저항 측정 예비레포트

소개

이번학기 일반물리학실험 휘트스톤브리지를 이용한 저항 측정 예비레포트입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험 이론
* 휘트스톤 브리지[Wheatstone Bridge]
* 슬라이드 - 와이어(Slide-Wire)형 휘트스톤 브리지의 원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실험 방법

본문내용

1. 실험목적
물질의 특성의 하나인 전기 저항에 대해 알아보고, 미지의 저항에 흐르는 전류와 이미 알고 있는 저항을 통해 흐르는 전류를 비교하여 저항을 측정하는 기구인 휘트스톤 브리지(Wheatstone Bridge)의 원리와 구조를 이해하며 이를 이용해 미지 저항의 값을 측정한다.

2. 실험 이론
* 휘트스톤 브리지[Wheatstone Bridge]
1) 휘트스톤 브리지란?
미지의 저항에 흐르는 전류와 이미 알고 있는 저항을 통해 흐르는 전류를 비교하 여 저항을 측정하는 기구

2) 휘트스톤 브리지의 특징
보통 저항 성분을 갖는 4개의 팔로 이루어져 있으며 각 팔에 연결된 회로의 형태 에 따라 저항 이외의 다른 양을 재는 것도 가능

3) 휘트스톤 브리지의 기본 원리 - 정밀 저항의 측정



<그림1> 휘트스톤 브리지

전류는 전위가 높은 곳에서부터 낮은 곳으로 흐른다. 그림에서 c와 d사이에 전위차가 없다면 c와 d사이에는 전류의 흐름이 없게 된다. 즉 검류계(G)를 통해 흐르는 전류는 0이다. a점을 전위 측정의 기준점으로 생각하면, 검류계에 흐르는 전류가 0인 경우에 a부터 d까지의 전위차와 a부터 c까지의 전위차가 같으므로,
(1)
이다. 마찬가지로 c, b와 c, d 간의 전위차도 동일하므로,
(2)
와 같이 쓸 수 있다. c와 d사이의 전류 흐름이 없는 경우,
(3)
이므로, 식 (1)～(3)을 이용하면 다음 식을 얻는다.
(4)
즉,
(5)
따라서 세 개 저항의 저항값을 알면, 나머지 하나의 미지 저항값을 구할 수 있다.
* 슬라이드 - 와이어(Slide-Wire)형 휘트스톤 브리지의 원리
저항은 그 저항의 단면적 A에 반비례 하고 길이 L에 비례하므로, 그 물체의 고유특성인 비저항 를 도입하여 나타낼 수 있다.
(는 물체의 고유 특성인 비저항)

참고자료

· http://100.nate.com/dicsearch/pentry.html?i=149765
· http://100.naver.com/100.nhn?docid=837756
· http://multispace.co.kr/junki/dc/bridge.htm
· 일반물리학 실험, 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회 편, p183~p187