[자연과학] 일반물리 실험 - 휘트스톤 브릿지 시스템

일반물리 실험 - 휘트스톤 브릿지 시스템

1. 목적
한 물질의 전도도(또는 비저항)는 그 물질의 전기적 성질에 관하여 매우 중요한 정보를 제공한다. 이를 실험적으로 결정하기 위하여 먼저 저항을 정확하고 정밀하게 측정하여야 한다. 이를 위하여 휘스톤 브리지가 종종 사용된다. 본 실험에서는 휘스톤 브리지의 구조와 사용법을 익히고, 미지 저항체의 전기 저항을 측정한다.

2. 기본 원리
다음 그림은 Wheastone Bridge의 간단한 회로이다.

Wheastone Bridge가 평형을 이루어 검류계에 전류가 흐르지 않는다면, 다음 조건을 만족하여야 한다.
그리고 이므로 , 이다.

그러므로 식 (1)은

으로 쓸 수 있다.

식(2)을 식(3)으로 나누면

가 된다.
그러므로 미지저항 는 을 측정함으로 계산될 수 있다.
먼저에 대하여 알아보자.
다음 그림은 길이 L, 단면적 A인 저항선을 나타낸다.

저항은 면적에 반비례하고 길이에 비례하므로
을 만족한다. (ρ : 비저항)
길이 인 저항 과 같이 인 저항 인 경우는 다음과 같다.

,

그러므로

이다.

3. 실험 방법
① 미지 저항의 저항 값을 읽고 기록한다.
② 직류 전원의 스위치가 열린 상태…(생략)