일반물리실험 - 전기회로 시험 (휘스톤 브리지; Wheatstone Bridge)

일반물리실험 - 전기회로 시험 (Wheatstone Bridge)

⊙ 실험목적
　휘트스톤 브리지의 구조와 사용 방법을 알고, 이것을 이용하여 미지의 전기저항을 정밀하게 측정한다.

⊙ 이론
1. 저항의 정의
　도체의 두 점 사이에 퍼텐셜차가 V일 때 흐르는 전류 i를 측정하여 저항을 결정한다. 이 때 저항R은 다음과 같이 정의한다.
R=V/i (R의 정의)

2. Ohm의 법칙
　Ohm의 법칙은 전도장치를 통해서 흐르는 전류가 장치에 걸린 퍼텐셜차에 정비례한다는 법칙이다. 이 법칙의 핵심은 V에 대해서 i의 변화가 직선이어서 R이 V와 무관하다는 것이다. Ohm의 법칙을 전도물질에 초점을 맞추면 일반적인 방법으로 다음과 같이 표기할 수 있다.
　□(→┬E )□(=→┬J )
하지만 Ohm의 법칙은 특정한 상황에서만 성립되며 그 때는 전도물질의 저항이 전기장의 크기나 방향에 무관할 때이다. 즉 균질한 모든 물질은 적당한 전기장 값 내에서 Ohm의 법칙을 따른다는 것이다.

3. 휘트스톤 브리지
1) 휘트스톤 브리지
　휘트스톤 브리지는 [그림 1](a) 와 같이 저항 R1, R2, Rk Rx 를 연결하고, 점 a와 b 사이를 검류계 G로 연결하여 두 점 사이의 전위차를 알아볼 수 있게 한 장치이다. 이 휘트스톤 브리지는 R1 과 R2 및 Rk를 적당히 조절하여 검류계(G)에 전류가 흐르지 않게 하여 평형조건을 찾는 영점법 (null-comparison method)을 사용한다. 검류계에 있는 스위치를 닫았을 때 검류계의 지침이 0이 된다는 것은 a와 b점 사이에 전류가 흐르지 않는다는 것을 말하여, a와 b점은 등전위점이 되었다는 뜻이다. 이것은 Vac=IKRK와 Vbc=I1R1이 같다는 뜻이므로, 다음식이 성립된다.
　　　　IKRK = I1R1 (1)
　　　　IxRx = I2R2 (2)
....

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