브리지회로실험보고서

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본문내용

잡아서 하는 수도 있다.
또, 특수한 목적에는 다이오드가 1개면 되는 반파(半波) 정류회로나, 콘덴서를 병용한 배압(倍壓) 정류회로도 사용된다. 일반적으로 출력을 직류에 접근시키기 위해서 평활회로를 부하와의 사이에 삽입하는 경우가 많다.
▲빈브리지발진회로 (Wien's bridge oscillator) : RC 발진회로의 브리지형 회로.
0.001 Hz 정도의 초저주파부터 10 MHz 정도의 고주파까지의 사인파 발진에 널리 사용된다. C(콘덴서) 및 R(저항)의 병렬소자와 직렬소자를 포함하는 빈브리지, 그리고 차동증폭기(差動增幅器)로 구성된다. 파형(波形)의 변형이 적고 진폭(振幅)이 안정된 시험발진기에 적합하다.
▲정류회로 整流回路 (rectifier circuit) : 교류를 직류로 하기 위한 회로.
한쪽 방향으로만 전류를 흘리는 정류기를 사용해서 구성한다. 단상반파(單相半波) 정류회로가 가장 간단하지만, 교류전원의 전류에 직류분(直流分)이 생긴다는 것, 직류측의 맥동이 크다는 것 등의 결점이 있다. 이 때문에 특별히 소전력의 경우를 제외하고, 일반적으로 단상브리지회로나, 3상전원에는 3상브리지회로가 사용된다.
별로 전류를 필요로 하지 않고, 고전압이 필요할 때는 배압(倍壓)인 정류회로가 사용된다. 정류소자를 사이리스터와 같은 제어가 가능한 소자로 하고, 전류가 흘러 나오는 시점(時點)을 바꾸어 주면 출력의 크기를 제어할 수 있다. 대전력의 정류회로에는 이 외에 많은 종류가 있는데, 각기 목적에 맞게 사용된다.
▲ 금속변조법 金屬變調法 (metal modulation)
: 반송전신방식(搬送電信方式)인 진폭변조(AM)의 한 방법.
정지형(靜止形) 변조법이라고도 한다. 이 방법은 파형에 바이어스 변형의 발생이 적고 진동현상이 없다. 또 보관하기가 쉽고, 장기간 사용에 견디며, 통신속도에 관계가 없는 등의 특징이 있어, 현재 대부분이 이 방식에 따르고 있는 상태이다. 방법으로서는 전파정류기(全波整流器)를 사용하는 방법, 브리지 회로를 사용하는 방법, 사다리형 회로(직렬 π형)를 사용하는 방법으로 대별되는데, 동작이 안정된 사다리형 회로법을 사용하는 경우가 많다.
▲캘빈 더블 브리지
휘스톤 브리지는 배수가
10^-3 ∼10^3
까지로 되어 있어
10^-3
[Ω]의 저항도 측정할 수 있을 것 같지만, 실제는 0.1[Ω]∼0.5[Ω]의 저항 측정에는 과전류 때문에 측정에 어려움이 있으므로 0.1[Ω]이하의 저항 측정에는 부적합하다.
그림에 원리를 표시한 캘빈 더블 브리지는 휘스톤 브리지를 2중으로 구성한 것으로서 고감도의 전자 검류계를 접속하고 표준저항을 사용하여 0.1[Ω]∼100[Ω]까지의 낮은 저항을 측정할 수 있다. 또는
R_3
와
R_X
의 접속 저항이며, 검류계는 m, n 두 점에 접속할 수 있는데 m점에 접속하면
R_y +R_x 가 되어서``` R_X
가 커지고 n점에 접속하면
R_y +R_x 가 되어``` R_X
가 작아진다. 따라서 a/b=
R_1 /R_2
의 조건을 만족시키는 점 PDP 검류계를 접속하면
R_y
의 값은 무시할 수 있게 된다.
그러므로 미지저항
R_X
는 다음과 같이 구해진다.
R_X = { a} over {b }R_3 `` `````````∴R_X = { R_1} over {R_2 }R_3 [Ω]
톰슨 휘스톤 브리지 회로는 휘스톤 브리지와 캘빈 더블 브리지의 겸용인데, 외부 검류계를 사용해야 하는 것이 불편한 점이다. 회로에서 Wh는 휘스톤 브리지, Th는 톰슨 휘스톤 브리지 회로이며, 측정 다이얼을 0.1[Ω], 1[Ω], 10[Ω]등의 저항을 9개씩 직렬 접속 저항 스위치에 의해 조정하며, 다이얼 값에 의한 저항값
R_1
과 배수의 저항값
R_2
에 의해서 다음과 같은 식으로 구한다.
R_1 = {R_1 } over {R_2 }R_N [Ω]
▲콜라우스 브리지
콜라우스 브리지는 저항측정 보다는 전해액의 저항이나 전지의 내부 저항을 측정하는 교류브리지이다.
2. 브리지 회로를 키르히호프의 법칙과 테브닌 등가회로를 이용하여 해석한 후 그 과정을 비교해 보자.
→ 키르히호프 법칙의 전류법칙은 회로의 한 마디에서 전류의 대수적 합은 0이고, 여기서 마디란 전
기회로에서 접합을 형성하기위해 두 개 이상의 도체가 결합된 지점을 말한다. 이 법칙의 다른
표현은 한 접합에 흘러들어가는 전류의 합은 그접합에서 흘러나오는 전류의 합과 같다는 것
이다.
전압법칙은 어떤 폐회로의 전압 강하와 기전력의 대수적 합은 0이라고 나타낼 수 있다. 전압원과
전압 강하를 고려하는 데 있어서 보통 전압원은 음극단자에서 양극단자로 향할 때 양이고,
전압 강하는 전류의 반대 방향으로 갈 때 양으로 취한다.
위의 이론을 토대로 브리지회로에서 이론을 살펴보면 테브닌 의미는 외부 부하에 관한 한 등가
회로가 원래 회로를 대신할 수 있다는 것이다. 테브닌 등가 회로의 양단에 연결된 어느 부하
저항에도 그 부하저항이 원래 회로의 양단에 연결된 것 같이 동일한 전류가 흐르고 동일한
전압이 걸린다. 이 말들은 키르히호프의 법칙과 같은 의미로 받아 들여 질수 있다. 실제로 실험
에서는 테브닌화 해서 실험들을 했고 이것들을 굳이 비교하는데서는 솔직히 어떻게 과정을 비교
해야 할지 모르겠다.
7. 보고 사항
휘스톤 브릿지는 미지 저항을 측정할수 있고, 또한 출력 전압이 0일 때 브릿지는 평형을 이룬고 평형 상태일 때는 브릿지의 출력 단자에 연결된 부하에 흐르는 전류는 0이며. 그리고 회로의 개방과 단락이 가장 대표적인 회로의 고장 원인이다는 것을 조금 알 것 같다. 저항이 타버리는 경우에는 그 저항은 보통 개방되게 된다는 것을 알게 되었고, 조금 신기하기도 했다. 이 실험을 끝내고 리포트를 쓰는 와중에서 여러 응용분야에서 넓게 사용되는 브리지회로를 직접 인터넷으로 찾아 봄으로써 어떤어떤 브리지들이 있는지 확인할수 있었고 인지할수 있다는 것이 뜻이 깊다. 확실한 것은 이런 브릿지들은 고장 원인이나 또는 미지의 저항을 측정할수 있는 가장 유용한 회로라는 것을 간접적으로 나마 느끼고 알게 된 것 같아서 한편의 수확을 거둘수 있었던 것 같다.

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