전압전류법으로 전구 저항을 측정하는 원리

전압전류법을 사용하여 작은 전구의 저항 측정

옴의 법칙 I=U/R에 따르면 전압계를 사용하여 두 전구의 전압을 측정하면 다음과 같은 사실을 알 수 있습니다. 전류계를 사용하여 작은 전구의 끝 부분을 측정합니다. 작은 전구의 전류를 통해 작은 전구의 저항을 구할 수 있습니다. 이것이 저항을 측정하는 전압전류법입니다.

전압전류법을 이용하여 작은 전구의 저항을 측정하는 것은 원리적으로는 매우 간단하지만, 전압계와 전류계 자체에 저항이 있기 때문에 전류계와 전압계를 회로에 연결하면 회로 자체가 바뀔 수밖에 없습니다. 측정 결과에 오류가 있습니다.

보통 우리는 그림 1과 같은 방법을 사용하여 전압계와 전류계를 회로에 연결합니다. 이때 전압계의 션트(shunting)로 인해 전류계로 측정된 전류가 흐르는 전류보다 큽니다. 작은 전구를 통과하므로 계산된 저항 값은 실제 값보다 작습니다.

그림 1

측정값은 R=U/I

실제값은 R=U/(I-IV)

물론 그림 2에 표시된 방법을 사용하여 전압계와 전류계를 회로에 연결할 수도 있습니다. 이때 전류계의 전압 분배로 인해 전압계로 측정된 전압이 양단의 전압보다 큽니다. 이 방법으로 계산된 저항은 실제 값보다 커집니다.

그림 2

측정값은 R=U/I

실제값은 R=(U-UA)/I

따라서 어떤 방법이 더 나은 전압전류법으로 작은 전구의 저항을 측정하는 실험에서는 작은 전구의 저항과 전압계 및 전류계의 저항의 차이를 고려해야 합니다. 작은 전구의 저항이 전압계의 저항보다 훨씬 작은 경우 그림 A의 연결 방법을 사용할 때 작은 전구의 저항이 훨씬 더 크면 전압계의 분류로 인한 오류가 더 작아집니다. 전류계의 저항보다 그림 A의 연결 방법을 사용하십시오. 연결 방법 B에서는 전류계의 부분 전압으로 인한 오차가 더 작습니다.

전압전류법으로 저항을 측정하는 것은 번거로운 작업입니다. 실제로 저항값을 직접 읽을 수 있는 저항계를 사용하여 저항을 측정하는 경우가 많습니다.