일반물리학실험 - 기전력 측정

소개

일반물리학실험 - 기전력 측정

목차

□ 실험제목 : 기전력 측정
□ 실험목적
□ 실험원리
□ 실험 기구 및 재료
□ 실험방법
□ 측정값
□ 실험결과
□ 질문 및 토의

본문내용

실험목적
전위차계(potentiometer)의 원리를 이해하고, 표준전지를 사용하여 미지전지의 기전력을 측정한다.
실험원리
회로도에서 AB는 굵기가 일정한 긴 저항선으로 이루어진 습동형 전위차계이다. 전압 V를 저항선 양쪽 끝에 인가하면 A로부터 ℓ만큼 떨어진 점에서 저항선 위의 전위는 기준점 A부터의 길이 ℓ에 비례하여 증가하게 된다. Es는 표준전지의 기전력이고 Ex는 측정하고자 하는 미지전지의 기전력이다. V는 전위차계 저항선의 양쪽 끝에 인가되는 전원으로 Es와 Ex보다 기전력이 커야한다. F는 검류계 G를 위 아래로 연결할 수 있는 전환 스위치이고, H는 AB사이의 저항선에 접촉시켜 이동하는 단자이다. 전환 스위치 F를 옮겨서 검류계 G가 표준전지와 연결되게 하고, H점을 적당히 이동시키면서 AH사이의 전위차가 표준전지의 기전력 Es와 같아 전류가 흐리지 않는 (검류계의 전류가 0인) 위치 ℓs를 찾는다. 이때 저항선에 흐르는 전류 I는 단지 기전력 V에 의해서 회로에 흐르는 전류이고, 길이 ℓs에 비례하는 저항 Rs는
로 주어지며, 기전력 Es 가 전위차 VAH와 같으므로
로 주어진다. 여기서 ρ는 비저항이고 S는 저항선의 단면적이다.
다음 전환 스위치 F를 미지전지 Ex와 연결하고 스위치 H를 이동하여 검류계의 전류가 0이 되는 지점 ℓx을 찾는다. 이때 길이 ℓx에 비례하는 저항을 Rx라 하면 위와 같이 A와 ℓx사이의 전위차는 기전력 Ex와 같다. 따라서 저항 Rx와 미지전지의 기전력 Ex는 다음과 같이 주어진다.
식 (26.1)과 식(26.2) 에 의해서 Es와 Ex의 비는
이므로, 미지전지의 기전력은
가 된다. 따라서, 표준전지의 기전력 Es를 알고 ℓs와 ℓx를 측정하면 미지전지의 기전력을 알수 있게 된다.

참고자료

· 없음