실험자료(배율기와 분류기 실험)

소개

실험자료(배율기와 분류기 실험) 매뉴얼

목차

없음

본문내용

가. 실험 목표
(1) 검류계의 작동 원리를 안다.
(2) 검류계 외부에 저항을 연결하여 주어진 규격의 전압계와 전류계를 만들 수 있다.
나. 이론
검류계는 원통 모양의 철심에 코일을 감아서 만든다. 영구 자석 사이에 있는 이 코일에 전류가 흐르면 회전하게 된다.
<그림 1> 검류계의 구조
검류계의 코일에 전류 가 흐르면 영구 자석의 자기장 에 의해 토크 가 작용하여 회전하게 된다. 이 토크와 나선형 코일의 복원력이 원형을 이루면 코일은 정지하게 된다. 나선형 용수철의 탄성 계수를 , 코일의 단면적을 , 코일의 감은 수를 , 영구 자석의 자기장은 라 하고, 코일의 회전각을 라 하자.
가 되어서 (1)
이다. 이 식에서 회전각 는 전류 에 비례하므로, 코일의 회전각으로 전류를 측정할 수 있다.
<측정범위를 벗어 나는 전류 측정하기(분류기)>
<그림 2> 분류기의 구조
전류계나 전압계는 용수철의 탄성력과 코일의 회전력이 평형을 이루는 곳에서 바늘이 멈춘다. 여기서 용수철은 바늘의 속도가 빠른 상태로 되는 것을 막아 관성을 최소화시키는 역할을 한다. 즉, 코일에서 회전력이 발생하지 않으면 관성에 의해 오던 방향으로 더 가는 일 없이 바로 정지하게 한다.
여기서 바늘이 돌아가는 원리는 전류계나 전압계는 영구자석과 전자석인 기동 코일의 척력에 의해 돌아간다. 차이점은 내부 저항의 크기에 있다.
그림(가)는 내부 저항이 작은 전류계이고, 그림(나)는 내부저항을 크게 한 전압계이다.
전류의 값이 정해진 범위를 벗어나지 않는 경우에는 그리(다)에서 분류기를 떼어낸 회로에서 측정하면 된다. 그러면 전류계는 회로에 직렬연결이 되는데 직렬로 들어간 전류계가 회로의 전류 흐름에 방해가 되지 않아야 하기 때문에, 내부 저항이 아주 적어야 한다.
정해진 값보다 많은 전류가 흐른다면 어떻게 측정할까? 이 때는 전선을 두 가닥으로 나누어 전류를 나누어야 한다. 전류계가 측정할 수 있는 범위를 벗어나는 전류는 분류기로 보내야 한다. ∴분류기와 전류계는 병렬로 연결해야 한다.
전류계에 걸리는 전압=분류기에 걸리는 전압(∵전류계와 분류기는 서로 병렬연결)
여기서(는 전체 전류량 중에서 범위를 벗어나는 양
∴사용 가능한 분류기의 저항 이 되고, 이 때부터 전류계의 눈금은 n배 해서 읽어야 한다.
<측정범위를 벗어나는 전압 측정하기(배율기)>
<그림 3> 배율기의

참고자료

· 없음