[화학과 물리화학 실험] Electrical signal measurement techniques Voltage Measurement(전압 측정법 및 저항의 이해)

소개글

1. 실험 목적
이 실험의 목적은 조성을 미리 알고 있는 여러 NaCl-H2O 용액들 중에서의 물과 소금의 분몰랄 부피를 결정하는 데 있다. 분몰 부피를 비중병을 이용해 측정된 밀도로부터 얻어진 농도의 함수로써 계산해낸다.
2. 실험 원리
◎ 실험은 3가지로 구성되어 있는데 첫 번째 실험은 DVM을 이용한 건전지의 전압측정 실험은 DVM (digital voltmeter)로 도선을 통한 전하의 총량인 전류와 시간의 곱을 측정하는 계기이다. 전기분해에 관한 페러데이 법칙을 이용하며, 전해질 속에서 전해질속에서 전기 분해를 일으켜 양극과 음극에 생성된 물질의 양을 토대로 전기량을 구할 수 있다.
실험에서는 10KΩ 사용하는데 저항의 크기 측정은 table.1과 같다.
실험 1에서 사용하는 회로는 다음과 같다
fig.1. 1번실험에 사용하는 등가회로
여기서 등가회로란 파수 대에 걸쳐 회로 구성은 다르나 특성은 같은 회로로 어떤 회로망에 대해 특정한 주파수 또는 주파수 범위에서 특성이 같은 회로망을 그 주파수에서의 등가 회로망이라고 하며, 복잡한 계산이나 해석을 할 경우 이와 같은 회로망을 사용하면 편리하다
두 번째 실험은 Bread board 상에서 Op .Amp를 이용하여 원하는 증폭률 회로를 구성하는 것인데 여기서 Op .Amp ( Operational Amplifier)란, 바이폴러 트랜지스터나 F E T(전기장 효과를 이용한 트랜지스터)로서 이상적 증폭기를 시현시킬 목적으로 만든 아날로그 IC(Interchanged circuit)로서 원서 아날로그 컴퓨터에서 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등을 수행하는 기본 소자로 높은 이득을 가지는 증폭기를 말한다. 이것은 (+)및 (-) 2개의 입력 단자를 가지며, 외부 되먹임 회로를 첨가하여 사용한다. 연산 증폭기의 실제적인 응용방법은 사실상 comparator(비교기:2개의 신호 일치여부의 판단용)는 궤 환이 요구 되지 않을 때는 연산 증폭기의 실제적인 응용에 한한다. comparator로서 실험가기 전에 연산 증폭기의 입력 및 출력저항을 측정해야 한다. 여기에 사용하는 연산 증폭기는 741C형이다. 그에 대한 특성은 다음과 같다.

...생략

목차

실험2. Electrical signal measurement techniques
Voltage Measurement
1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험기구 및 시약
4.실험방법
5. 실험결과
6. 고찰
7. References

본문내용

3. 실험기구 및 시약
-실험기구: Digital Voltmeter, Tester, recorder, Oscilloscope, Funtion Generator,
-재료: Operational Ampliter (LM 741), Resisters, Breadboard, wires, Battery
4.실험방법
1. DVM을 이용한 건전지의 전압 측정
제공된 1.5V 건전지의 전압의 측정한다.
건전지의 양단에 300Ω 저항을 연결하고 전압을 다시 전압을 측정한다.
저항을 제거하고 다시 전압을 측정한다.
관찰 결과를 논의한다.
2. Breadboard 상에서 Op.Amp를 이용하여 원하는 증폭률 회로 구성하기
증폭률을 결정한다.(단 에 10KΩ 작은 값을 사용하면 안된다)
건전지의 양단에 10KΩ 저항을 연결하고 전압을 다시 전압을 측정한다.
저항을 제거하고 다시 전압을 측정한다.
관찰 결과를 논의한다.
3. Op. Amp와 DVM의 입력저항 측정하기( Op. Amp나 DVM은 1MΩ 정도의 입력저항을 가진다.
LM741 Op Amp에 관해, 특성과 사용법에 대해 공부한다.
입력저항을 결정하려면 어떻게 연결할지, 준비된 회로를 교수에게 설명한다.
연결하고 입력저항을 측정한다.
결과를 논의한다.

참고 자료

[1]. 물리화학, Peter Atkins, Juliode Paula, seventh edition
[2]. Experimental Physical Chemist, G.Mattews, Clarendon
[3]. http://www.national.com/pf/LM/LM741.html
[4]. http://blog.naver.com/bettervision?Redirect=Log&logNo=40034662481