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[일반물리학 및 실험]휘트스톤 브릿지 실험 결과 레포트

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최초등록일 2023.10.12 최종저작일 2020.09
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[일반물리학 및 실험]휘트스톤 브릿지 실험 결과 레포트
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    목차

    1. Experimental Result (실험결과)
    2. Discussion and conclusion (결과 토의 및 결론)
    3. References(참고문헌)

    본문내용

    Discussion and conclusion (결과 토의 및 결론)
    식 의 원리는 이러하다. 옴의 법칙( )을 기반으로 휘스톤 브릿지 회로도를 보면 여러 식들을 유도 할 수 있다. 우선 b와 d를 기준으로 검류계인 Ⓖ에서 측정되는 전류(A)는 0이 될 것이다. 이때 a점을 기준으로 생각한다면 a에서 b까지 사이의 전위차와 a에서 d까지의 전위차가 같다. 그러므로 이로부터 …(1) 식을 도출해 낼 수 있다. 위와 같은 과정으로 …(2) 또한 도출해 낼 수 있다.
    검류계에 측정되는 값이 여전히 0 이라면 , 와 …(3) 가 성립한다. 그러므로 식 (1), (2), (3)을 연립하여 식을 구할 수 있고, 위의 식과 (1) 식을 연합하여 식을 구해낼 수 있다. 저항값에 대해서 단면적(A), 길이(L), 비저항(p)을 도입해 로 나타낼 수 있다. 그렇기 때문에 두 부분으로 나뉠 때 각각의 저항은 가 되며 식으로 정리하면 으로 정리 할 수 있다.

    참고자료

    · 사이언스올, 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge), [과학백과사전], 2015.09.09
    · Raymond A. Serway, 대학물리학2(개정10판), 북스힐(2019)
    · Jearl Walker, 일반물리학2(개정10판), 범한서적(2015)
    · 일반물리학교재편찬위원회, 대학물리학2(개정10판), 경북대학교출판부(2017)
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    • 1. 휘트스톤 브릿지 원리
      휘트스톤 브릿지는 미지의 저항값을 정밀하게 측정하는 고전적이면서도 매우 효과적인 회로입니다. 네 개의 저항으로 구성된 이 회로는 균형 조건에서 대각선 저항들의 곱이 같아지는 원리를 이용합니다. 이 원리는 전자기학의 기본 법칙인 키르히호프 법칙에 기반하며, 검류계를 통해 전류가 흐르지 않는 평형점을 찾아 정확한 측정을 가능하게 합니다. 현대에도 정밀 측정 장비에 광범위하게 적용되고 있어 그 가치와 신뢰성이 입증되었습니다.
    • 2. 실험 오차 원인 분석
      실험 오차는 체계적 오차와 우연적 오차로 분류되며, 정확한 측정을 위해서는 이들을 이해하고 최소화해야 합니다. 휘트스톤 브릿지 실험에서 오차는 저항체의 온도 변화, 검류계의 민감도 한계, 접촉 저항, 그리고 측정 기구의 정밀도 부족 등에서 비롯됩니다. 또한 실험자의 관찰 오류나 부정확한 조정도 중요한 요인입니다. 이러한 오차들을 인식하고 실험 환경을 최적화하며 여러 번 측정하여 평균값을 구하는 방식으로 오차를 줄일 수 있습니다.
    • 3. 실험 측정 결과
      실험 측정 결과의 신뢰성은 측정 과정의 정확성과 오차 분석에 달려 있습니다. 휘트스톤 브릿지를 이용한 저항 측정에서 얻은 결과는 이론값과 비교하여 오차율을 계산함으로써 실험의 성공 여부를 판단할 수 있습니다. 일반적으로 5% 이내의 오차는 허용 범위로 간주되며, 이를 초과하는 경우 측정 방법이나 기구를 재검토해야 합니다. 결과 해석 시에는 단순한 수치뿐 아니라 오차의 원인과 개선 방안을 함께 제시하는 것이 과학적 실험의 완성도를 높입니다.
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