미지의 기전력 측정에 관련한 보고서

소개

전원의 두 단자에 연결된 전압계는 그 전원의 기전력을 측정하지 않고 그 전원의 단자전압 V = E - ir (r은 전원의 내부 저항)을 측정한다. 전원 양단에 전압계를 연결하면 아무리 적더라도 전원을 통과하는 전류가 있게 마련이고 그러한 상태에서 r = 0 이 아닌 한 (내부저항을 없애는 것은 불가능하다) V ≠ E 일 수 밖에 없다. 그러나 만일 전원에 직접 전류가 흐르지 않는 상태에서 그 전원의 전위차를 측정할 수 있다면 바로 기전력을 측정하는 것이 되는데 이러한 측정기구가 전위차계이다.

목차

1. 목 적
2. 이 론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 주의 사항

본문내용

미지의 기전력 측정
1. 목 적
표준전지와 가변저항 그리고 이들로 구성된 전위차계를 이용하여 주어진 미지전지의 기전력을 측정하는 것이 본 실험의 목적이다.
2. 이 론
전원의 두 단자에 연결된 전압계는 그 전원의 기전력을 측정하지 않고 그 전원의 단자전압 V = E - ir (r은 전원의 내부 저항)을 측정한다. 전원 양단에 전압계를 연결하면 아무리 적더라도 전원을 통과하는 전류가 있게 마련이고 그러한 상태에서 r = 0 이 아닌 한 (내부저항을 없애는 것은 불가능하다) V ≠ E 일 수 밖에 없다. 그러나 만일 전원에 직접 전류가 흐르지 않는 상태에서 그 전원의 전위차를 측정할 수 있다면 바로 기전력을 측정하는 것이 되는데 이러한 측정기구가 전위차계이다.
그림 1과 같은 회로에서 는 굵기가 같은 긴 저항선이고, 는 표준 전지의 기전력, 는 측정하고자 하는 전지의 미지 기전력이다. 는 와 보다 기전력이 큰
그림 1. 전위차계
(a) (b)
그림 2.
전원이다. 는 검류계 를 위 아래로 연결할 수 있는 전환 스위치이고, 는 사이의 저항선에 이동 접촉시키는 스위치이다. 전환 스위치 를 옮겨서, 검류계 가 표준전지 와 연결되게 하고, 스위치 , 를 닫고 이동형 스위치 를 적당히 이동시키면서, 검류계가 이 되는 의 위치 를 찾는다 (그림 2 (a)).
검류계의 전류가 이 아닌 일반적인 상황에서 의 전류 과 의 전류 는 다른 값이다. 검류계의 전류가 이 되면, 점에서의 전류 보존에 의해 ==가 된다. 이 때 위의 고리(loop)에서 전압 강하를 고려하여 얻어지는 식 (은 사이의 전체 저항)로부터
(1)
을 얻는다. 또한 아래 고리에서의 전압 강하를 고려하면 (2)
를 얻게 되는데, 는 사이의 저항이다. 표준전지의 내부 저항을 라 하고 만약 검류계를 통해서 전류 가 흐르고 있다면, 식 (2)는 일반적으로
(3)
가 되어, 기전력 는 에서의 전압 강하 와 같은 값이 아니며, 전류 도 식 (1)의 과는 다른 값이다.
그 다음 전환 스위치를 미지전지 와 연결하고 이동형 스위치 를 이동하여 검류계 가 이 되는 지점을 찾는다 (그림 2 (b)). 검류계의 전류가 이 되면 표준전지의 경우와 마찬가지로 사이를 흐르는 전류는 식 (1)로 주어지고,

참고자료

· 없음