왜 반편향법만을 사용하여 갈바노미터의 저항을 찾는가

반절편법의 원리

반절편법은 갈바노미터의 내부 저항을 측정하는 기술입니다. 이 방법은 비교적 간단하며 추가적인 정밀 도구나 복잡한 회로 설정이 필요하지 않기 때문에 주로 사용됩니다. 아래는 반절편법을 사용하는 이유와 그 기본 원리입니다:

반절편법의 기본 원리

초기 상태: 먼저 갈바노미터를 알려진 전압 소스에 연결하여 갈바노미터 바늘이 전체 범위로 편향되게 합니다. 이 시점에서 갈바노미터를 통과하는 전류는 I이며, 갈바노미터의 내부 저항은 G라고 가정합니다.

저항 추가: 다음으로, 갈바노미터 브랜치와 직렬로 가변 저항 R을 배치하고 이를 조정하여 갈바노미터 바늘이 원래 위치의 절반으로 편향되게 합니다. 이 시점에서 갈바노미터를 통과하는 전류는 I/2로 감소합니다.

갈바노미터 저항 계산: 오ーム의 법칙과 분압기 원칙에 따르면, 갈바노미터의 편향이 절반이 되면 갈바노미터 양단의 전압도 절반이 됩니다. 따라서 갈바노미터 양단의 전압 VG는 외부 저항 VR의 전압과 같다고 결론지을 수 있습니다. 전류가 절반으로 줄었으므로 다음과 같습니다:

즉, 갈바노미터의 편향이 절반이 되면 외부 저항 R의 값은 갈바노미터의 내부 저항 G와 같습니다.

왜 반절편법만 사용할까요?

• 간소화된 측정 과정: 반절편법은 전원, 갈바노미터, 가변 저항만으로 간단한 실험 장치를 필요로 합니다. 전원 전압이나 정확한 전류 값을 정확히 알 필요가 없으며, 갈바노미터 바늘의 변화만 관찰하면 됩니다.

• 복잡한 계산 피하기: 다른 방법들(예: 위트스톤 다리 방법)과 달리, 반절편법은 복잡한 균형 조건이나 방정식 해결이 필요하지 않아 이해와 운영이 더 쉽습니다.

• 직접 읽기: 갈바노미터 바늘의 위치 변화를 직접 관찰하여 결과를 신속하게 얻을 수 있으므로, 측정 시간과 오류 원인을 줄일 수 있습니다.

• 교육용 시연에 적합: 학생들에게 있어 이것은 직관적이고 이해하기 쉬운 방법으로, 오ーム의 법칙과 분압기 규칙과 같은 기본 회로 개념과 물리 법칙을 이해하는 데 도움이 됩니다.

그러나 반절편법이 편리하고 빠르긴 하지만 제한 사항도 있습니다. 예를 들어, 갈바노미터 자체가 비선형 반응 특성을 보이는 경우, 이 방법은 충분히 정확하지 않을 수 있습니다. 또한, 이 방법은 갈바노미터 바늘의 시각적 판단에 의존하므로 사람의 오류가 발생할 수 있습니다. 따라서 더 높은 정밀도가 요구되는 경우에는 위트스톤 다리 방법이나 기타 고정밀 테스트 장비와 같은 더 정확한 방법을 일반적으로 사용합니다.