일반물리학실험 | 전위계차에 의한 기전력 측정

 

 

TIP

 

 

습동선형 전위차계를 사용하여 표준전지를 기준으로 미지전지의 기전력을 측정하고, 단자전압과 비교 분석한다.

 

 

 

기전력과 ohm의 법칙

기전력이란 전지나 발전기와 같이 회로에서 일정한 전류가 흐르도록 두 극 사이의 전위차를 유지시켜 주는 능력을 기전력이라 한다. 즉, 쉽게 설명해서 전기를 물에 비유 한다면 전압은 수압에 비교 될 수가 있다. 수위가 다른 두 개의 수조를 두고 높은 수위를 가진 곳에 서 낮은 수위를 가진 곳에 물길을 만들어주면 수위가 높은 수조에서 낮은 수조로 물이 흐르게 된다. 그리고 어느정도의 시간이 지나면 두 개의 수조에 수위가 같아져서 물의 흐름이 멈추게 된다.

 

그러나 여기에 물 펌프를 설치한다면 수위차를 계속 유지할수 있어서 물은 계속 흐를 것이다. 이때! 물길이 물이 흐르기 좋은지 나쁜지를 결정하는 상태가 바로 저항에 해당할것이다. 같은 수위차이에 대해 물길이 좋지 않다면 물의 흐름이 약할것이고 물길이 좋다면 물의 흐름이 강해질것이다. 그리고 물길이 똑같은 상태에서 수위차이가 크다면 수위차가 클수록 물의 흐름은 빠를것이고 작으면 물의 흐름은 더딜것이다.

 

따라서 물의흐름과 물의 높이차이 사이에는 비례의 관계가 성립한다. 이것이 바로 V=IR 옴의법칙이다. 또, 물펌프는 전지를 나타내며 물이계속 흐를수있게 해주는 힘 그것이 바로 기전력이다. (수위차이유지)

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 전위차계를 설치하고 S₁, S₂, S₃ 스위치를 off에 놓는다. 검류계등은 매우 민감하므로 배선상의 오류가 발생하지 않도록 철저히 점검해야 한다.

 

2) 스위치 S₁ 를 연결하고 (turn-on) 가변저항 R을 변화시켜 습동선 A-B 사이의 전위차가 대략 2volts 정도가 되도록 조절한다. A-B 사이의 전위차는 multi-tester를 사용하여 측정한다.

 

3) 절환 스위치 S₁ 을 표준전지 Ɛs쪽 단자에 연결하고 습동 단자 H를 이동해 가면서 순간적으로 스위치 S₁ 을 눌러 (turn-on) 검류계 G에 흐르는 전류가 0이 되는 점 x₀ 를 찾아 기록한다.

 

4) 절환 스위치 S₃ 을 시험전지 Ɛ쪽 단자에 연결하고 과정 3)에서와 같은 방법으로 x₁를 찾아 기록한다.

 

5) 과정 2)～4)을 2회 더 반복하고, 이번에는 A-B사이의 전위차를 2.5volts가 되도록 조절하여 3회 더 실행한다 (전체 6회 실행).

 

6) 다른 미지전지에 대해 과정 1)～5)와 같은 방법으로 6회 측정한다.

 

 

 

[일반물리학실험] 전위계차에 의한 기전력 측정 레포트