[일반물리실험]Wheatstone Bridge를 이용한 미지저항 측정 결과보고서

소개

a+받은 보고서입니다. 양과질 모두 갖췄습니다.

목차

1. 실험값
(1) 과정(1)과 (2)의 저항값
(2) 과정(3)의 저항선의 길이 측정값
(3) 미지저항의 선택 1-(3)번 저항
(4) 미지저항의 선택 1-(4)번 저항
(5) 미지저항의 선택 1-(5)번 저항
(6) 미지저항의 선택 1-(6)번 저항

2. 결과분석

3. 오차논의 및 검토
(1) 저항선의 비저항과 단면적이 일정할 것이라는 가정
(2) 버니어 캘리퍼스 측정의 한계
(3) 검류계에 흐르는 미세전류
(4) 회로 내부 저항
(5) 열에너지로 인한 이후 실험에서의 저항 변화
(6) 멀티미터를 통한 참값의 설정

4. 결론

본문내용

(1) 저항선의 비저항과 단면적이 일정할 것이라는 가정
처음 Rx=Rs(l2/l1)공식을 유도할 때 저항선의 모든 지점에서의 비저항과 단면적이 일정할 것이라는 가정하에 식을 유도했는데 비저항은 온도에 의존하는 성질이 있기 때문에 실험 당시 온도가 일정했다는 가정을 할 수 있지만 모든 지점에서의 단면적이 같은지 여부는 알 수 없다.
만약 R1의 단면적이 R2보다 단0.0001mm2 만큼이라도 컸다고 가정하면 R2=L2/A, R1= L1/A+0.001이고 다시 식을 유도하면 Rx=Rs(l2/l1)(1+0.001/A)의 식이 된다. 저항선의 반지름이 10mm라고하면 A가 π(10)2mm=314가 계산되고 기존의 계산식보다 Rs (l2/l1)(0.0001/A)를 더 추가하여 계산하면
참값이 가장 작았던 기지저항20030 Ω에 미지저항2387 Ω인 경우에 다음과 같이 오차율이 1.3%대에서 0.9%대로 감소하는 것을 볼 수 있다.

<중 략>

또 덧붙여서 우리가 사용한 저항선은 내부에 코일이 있는 저항선인데 코일이 끝나는 지점이 있는 코일 양끝에서의 전기전도도는 코일 한가운데에서의 전기전도도보다 낮다. 그리고 비저항은 전기전도도에 역수를 취한값이므로 비저항은 코일 양끝에서 더 높고, 코일 중간에서 더 낮으므로 코일 양끝에서는 미지저항의 실험값을 높이고, 코일 중간에서는 미지저항의 실험값을 낮추는 효과를 불러와 역시 오차에 영향을 끼쳤을 것이다.

(2) 버니어 캘리퍼스 측정의 한계
오차를 줄이기 위해 3번 같은 실험을 반복했고, 버니어 캘리퍼스를 이용해 소수점아래 두자리까지는 측정을 했지만 모든 실험에서 오차율이 0.1%미만으로는 줄어들지 않았다. 이는 모든 실험에 관여하고 있는 0.05mm까지 측정되는 버니어 캘리퍼스 한계가 영향을 미쳤을 것이다.
먼저 버니어 캘리퍼스로 측정한 저항선의 길이가 199mm라고 측정되었는데 이는198.975~199.024mm까지를 같은 길이로 취급한 셈이다.

참고자료

· 남형주(2019), 일반물리실험(2), 서울:북스힐,85-103pp.
· Raymond A. Serway, John W. Jewett(2019).대학물리학2(대학물리학교재편찬위원회 옮김).서울:북스힐. 639~671pp.
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· https://www.scienceall.com/%EC%A0%84%EC%95%95-%EA%B0%95%ED%95%98potential-drop-voltage-drop/
· https://en.wikipedia.org/wiki/Wheatstone_bridge
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· http://www.ktword.co.kr/word/abbr_view.php?m_temp1=4260
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· https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%84%EA%B8%B0%EC%A0%80%ED%95%AD
· https://www.engineersedge.com/instrumentation/wheat_stone_bridge.htm
· https://www.scienceall.com/%EC%A0%84%EA%B8%B0-%EC%A0%84%EB%8F%84%EC%84%B1electrical-conductivity/
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5741249&cid=60217&categoryId=60217
· https://www.scienceall.com/%EB%8B%A8%EC%9E%90%EC%A0%84%EC%95%95terminal-voltage/
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=655719&cid=42326&categoryId=42326
· https://www.scienceall.com/%EB%B0%9C%EC%97%B4%EB%9F%89-heating-value-%E7%99%BC%E7%86%B1%E9%87%8F/