[알기쉬운 기초 전기 전자 실험 (문운당)] 11-12. 휘트스톤 브리지 & 오실로스코프 사용법 예비보고서

목차

실험 제목 : 휘트스톤 브리지에 의한 저항측정
I. 실험목적
II. 이론
III. 실험방법
IV. 사용기기 및 부품

실험 제목 : 오실로스코프 사용법 및 위상 측정
I. 실험목적
II. 이론
III. 실험방법
IV. 사용기기 및 부품

본문내용

I. 실험목적
Ÿ 휘트스톤 브리지를 통하여 브리지의 원리를 이해한다. Ÿ 휘트스톤 브리지를 이용하여 저항측정법을 익힌다.
II. 이론
[그림 11-1]과 같이 4개의 저항 P, Q, R, X, 검류계 G, 전지 E를 접속시킨 회로를 휘트스톤 브리지라 하며, 이 회로를 이용하여 저항을 측정하는 방법을 휘트스톤 브리지법이라 한다. 이 방법은 영위법, 즉 검류계에 전류가 흐르지 않는 회로의 평형상태를 이용하므로 점류계의 내부임피던스가 측정저항에 어떠한 영향도 미치지 않게되어 정밀 측정이 가능하다. 따라서 이 측정방법의 정확성은 오로지 검류계의 감도에만 의존하게 된다. 휘트스톤 브리지는 1 [Ω]에서 수 [MΩ] 정도의 중저항을 정확히 측정하는데 가장 널리 사용되는 계측기로서 그 동작원리는 다음과 같다. 그림에서 Q와 P의 비를 적당히 선정하고 가변저항R을 조정하여 검류계 G에 흐르는 전류가 0일 때 브릿지는 평형상태가 되고 전압과 전류의 관계식은 다음과 같이 나온다. 
    
     
  
의 조건을 만족하게 된다. 즉 점 C와 D가 등전위가 되기 위해서는 ac와 ad의 전압강하와 bc와 bd 의전압강하가 같아야 하므로

 ×     ×  
 ×     ×  
이 성립하며 위의 식에서   , 를 소거하면 QR=PX →   
 (
  비례변  평행변)
이라는 식이 나온다.
다음 휘트스톤 브리지의 측정오차와 검류계의 감도에 대해서 알아보자.
휘트스톤 브리지에서 측정오차가 발생하면 브리지 회로는 [그림 11-2 (a)]와 같이 불평형회로가 되어 검류계의 내부저항 에 전류  가 흐르게 된다. 이것을 테브낭의 정리를 이용하여 구해보자.

출처 : 해피캠퍼스