1. 전류계 및 전압계 접속
▣ 전류계와 전압계의 접속방법에 대해 알아 보자
▣ 전류계는 도체에 흐르는 전류, 전하량을 측정하는 것으로 측정대상 도체에 직렬로
접속하여 전류를 측정한다. 이는 회로를 직렬로 연결할 때에는 각각의 부하에 전압은
분배되지만 도체에 흐르는 전류는 일정하다는 원리를 이용한 것이다.
▣ 전압계는 측정하고자 하는 부하에 병렬로 접속하여 전압을 측정한다. 이는 회로를 병렬
로 연결하면 도체에 흐르는 전류는 각각의 도체에 따라 분배되지만 각각의 부하에 걸리
는 전압은 일정하다는 원리를 이용한 것이다.
2. 배율기
▣ 배율기는 전압계의 측정범위를 확대하기 위하여 전압계에 직렬로 연결하는 저항을 말한
다. 이는 회로에 저항을 직렬로 연결하면 전압이 분배되는 원리를 이용한 것이다.
▣ 만약 100[V]의 회로가 있고 전압계의 측정범위가 100[V]이라면 이 전압계로 회로의
전압을 측정할 수 있을 것이다. 하지만 1000[V]의 회로를 측정범위가 100[V]인 회로
를 측정하게 되면 과전압으로 전압계가 타버릴 것이다. 이와같이 낮은 전압계를
이용하여 높은 전압을 측정하려면 보완 작업이 필요하게 되는데 낮은 전압계로
높은 전압을 측정하기 위하여 사용하는 장치로 배율기의 개념을 도입하게 된다.
▣ 이렇게 측정범위가 낮은 전압계로 높은 전압을 측정할 때 배율기를 사용하게 된다.
▣ 측정범위가 낮은 전압계로 높은 전압을 측정하는 경우에는 전압계에 직렬로 배율기
저항을 달아 전압을 배분하면 된다. 즉 전압계의 내부저항 rv이 10[Ω] 이라 하면
전압 측정 범위가 100[V] 전압계로 1000[V]을 전압을 측정하려는 경우 1000[V]
에서 100[V]를 뺀 900[V]의 전압을 배율기에 분담시키면 된다. 따라서 전압은
저항에 비례하여 분담하게 되므로 배율기는 전압계보다 9배 많은 저항을 달면 된다.
※ 직렬 회로의 전압 분배법칙에 따라 전압계와 배율기의 전압을 구해 보자.
※ 배율기의 저항 : (10-1) rv (전압계 내부저항)
일반화하면 배율기 저항 : (m-1) × rv (전압계 내부저항)
예제 : 다음 회로에서 전압계로 회로 전압을 측정하기 위한 배율기의 저항을 구하시오.
배율기 저항값 : (m-1) × rv = (5-1) × 10 = 40 [Ω]
※ 전체 전압이 500[V]이고 전압계가 100[V]이므로 배율기에는 400[V]을 분담시키면
된다. 전압은 저항과 비례하므로 전압계의 내부저항이 10[Ω]이므로 배율기는 전압계
보다 4배 더 전압을 부담하므로 저항도 4배 크게 하면 된다. 따라서 배율기의 전압은
전압계의 내부저항 10[Ω] × 4 = 40[Ω], 이렇게 구해도 된다.
예제 : 다음 회로에서 전압계로 회로 전압을 측정하기 위한 배율기의 저항을 구하시오.
배율기 저항값 : (m-1) × rv = (4-1) × 5 = 15 [Ω]
※ 전체 전압이 200[V]이고 전압계가 50[V]이므로 배율기에는 150[V]을 분담시키면
된다. 전압은 저항과 비례하므로 전압계의 내부저항이 5[Ω]이므로 배율기는 전압계
보다 3배 더 전압을 부담하므로 저항도 3배 크게 하면 된다. 따라서 배율기의 전압은
전압계의 내부저항 5[Ω] × 3 = 15[Ω], 이렇게 구해도 된다.
▣ m배 확대시 배율기 저항 : (m-1) rv
【 일반화 】
▣ 배율기 : 전압계 측정범위를 확대하기 위해 전압계에 직렬로 저항을 연결한다.
m배 확대 : (m-1) × rv (전압계 내부 저항)
▣ 배율기는 자신보다 높은 전압을 측정하기 위해 측정하고자 하는 전압에 대하여
자신의 전압을 뺀 전압을 배율기에 부담하도록 하는 것이므로 전압계의 내부저항값에서
전체 배수에서 전압계 자신 즉 1을 뺀 값을 곱하여 배율기의 저항값을 산정하게 된다.
3. 분류기
▣ 분류기는 전류계의 측정범위를 확대하기 위하여 전류계에 병렬로 연결하는 저항을 말한
다. 이는 회로에 저항을 병렬로 연결하면 전류가 분배되는 원리를 이용한 것이다.
▣ 만약 10[A]의 회로가 있고 전류계의 측정범위가 10[A]이라면 이 전류계로 회로의
전류를 측정할 수 있을 것이다. 하지만 100[A]의 회로를 측정범위가 10[A]인 회로
를 측정하게 되면 과전류로 전류계가 타버릴 것이다.
▣ 이렇게 측정범위가 낮은 전류계로 높은 전류을 측정할 때 분류기를 사용하게 된다.
▣ 측정범위가 낮은 전류계로 높은 전류를 측정하는 경우에는 전류계에 병렬로 분류기
저항을 달아 전류를 배분하면 된다. 즉 전류계의 내부저항 ra이 10[Ω] 이라 하면
전류 측정 범위가 10[A]인 전류계로 100[A]의 전류를 측정하려는 경우 100[A]
에서 10[A]를 뺀 90[A]의 전류를 분류기에 분담시키면 된다. 따라서 전류는
저항에 반비례하여 분담하게 되므로 분류기는 전류계보다 1/9배 적은
저항을 달면 된다.
【 일반화 】
▣ 분류기 : 전류계의 측정범위를 확대하기 위해 전류계에 병렬로 저항을 연결한다.
예제 : 다음 회로에서 전류계로 회로 전류를 측정하기 위한 분류기의 저항을 구하시오.
▣ 분류기 : 전류계의 측정 범위를 확대하기 위해 전류계에 병렬로 연결한 저항을 말한다.
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