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전기전자 · 직류 회로

휘트스톤 브리지의 평형

브리지 회로에서는 두 중간 절점의 전위가 같아질 때 검류계 전류가 0이 됩니다. 이 조건으로 미지 저항을 구할 수 있습니다.

관련 실험: 휘트스톤 브리지 →
휘트스톤 브리지
휘트스톤 브리지 실험 장면 →

개념과 작동 원리

휘트스톤 브리지는 두 전압 분배 경로의 중간 전압을 비교합니다. 검류계는 두 중간 절점 사이의 전위 차이를 전류로 보여 줍니다.

저항 비를 조절해 두 중간 전압을 같게 맞추면 검류계 가지에는 전류가 흐르지 않습니다. 주 전원에서 다른 가지로 전류가 없는 것은 아닙니다.

관계식과 성립 조건

실험의 배치에서 평형 조건은 R₁/R₂=R₃/Rx입니다. 저항 세 개를 알면 이 비례식으로 미지 저항 Rx를 구합니다.

평형식은 저항들의 연결 위치와 이름을 확인해 적용합니다. 실제 영점 측정에는 접촉 저항, 계기 감도와 온도 변화가 영향을 줍니다.

가상 실험에서 읽을 변화

평형에서 R₁/R₂ = R₃/Rx이고 두 중간 절점의 전위가 같아요.

이상 전원·저항이고 접촉 저항과 검류계 영점 오차는 없어요. 실제 전원·콘센트·고전압으로 따라 하지 말고 화면에서 실험해요.

핵심 관계와 기호

R₁/R₂ = R₃/Rx · Ig = (Vl−Vr)/Rg

공식에 쓰인 기호와 단위
기호뜻단위
Rx구하려는 미지 저항Ω
Ig중간 절점을 잇는 검류계 전류A

예시로 확인하기

왼쪽 전위 4 V·오른쪽 전위 4.5 V일 때 왼쪽→오른쪽 검류계 전류는?

Ig < 0

자주 헷갈리는 점

  • 검류계가 0이라고 회로 전체의 전류가 0인 것은 아닙니다.

이 개념을 실험으로 확인하기

참고 자료

OpenStax · University Physics Volume 2 (영어)