전기 측정은 전류계 · 전압계를 바르게 잇는 것에서 시작하고, 측정 범위는 분류기 · 배율기로 넓힌다. 계기의 동작 원리별 종류, 절연 저항계(메거)와 접지 저항 측정, 휘트스톤 브리지를 다룬다. 그림은 전지 E 와 부하 R 회로에 전류계 A 를 직렬로, 전압계 V 를 부하와 병렬로 이은 모습이에요.
전류계와 전압계
전기를 재는 가장 기본적인 계기가 전류계와 전압계다. 잘못 이으면 계기가 망가지므로 연결 방법부터 정확히 알아야 한다.
seegongsik.com
전류계(직렬)와 전압계(병렬) 연결
💡 연결 원칙
①전류계(A)는 회로에 직렬로 잇고, 내부 저항이 아주 작아요
②전압계(V)는 부하에 병렬로 잇고, 내부 저항이 아주 크다
③전류계를 병렬로 이으면 큰 전류가 흘러 계기가 탄다
④전압계를 직렬로 이으면 전류가 거의 흐르지 않아 회로가 제대로 동작하지 않아요
분류기와 배율기
전류계의 측정 범위를 넓히려면 분류기(저항을 병렬로 추가)를, 전압계의 범위를 넓히려면 배율기(저항을 직렬로 추가)를 잇는다.
분류기 저항
rs = ran − 1
ra: 전류계 내부 저항 · n: 배율(전체 전류 ÷ 계기 전류)
배율기 저항
Rm = rv × (m − 1)
rv: 전압계 내부 저항 · m: 배율(전체 전압 ÷ 계기 전압)
📐 분류기 계산 예
①전류계: 0 ~ 1 A, 내부 저항 r_a = 0.5 Ω
②목표: 0 ~ 10 A 까지 재기
③n = 10 A / 1 A = 10(배율)
④분류기 = 0.5 / (10 − 1) = 0.0556 Ω
⑤전류 대부분이 분류기로 흐르고, 계기에는 1 A 만 흘러요
📐 배율기 계산 예
①전압계: 0 ~ 10 V, 내부 저항 r_v = 10 kΩ
②목표: 0 ~ 100 V 까지 재기
③m = 100 V / 10 V = 10(배율)
④배율기 = 10,000 × (10 − 1) = 90,000 Ω = 90 kΩ
⑤배율기가 전압 대부분을 나눠 가져요
전기 계기의 종류
계기 동작 원리
전기 계기 종류별 비교
종류
원리
측정
특징
가동 코일형
자계 속 코일이 회전
DC만
가장 정확
가동 철편형
철편 사이 반발력
AC/DC
구조 간단 · 값이 쌈
전류력계형
고정 + 가동 코일 상호 작용
AC/DC
전력계로 사용
유도형
회전 자계로 원판 회전
AC만
전력량계(적산)
열전형
전류 → 열 → 열전대 기전력
AC/DC
고주파 측정
정전형
극판 사이 정전력
AC/DC
고전압 측정
⭐ 계기별 핵심
①가동 코일형은 직류 전용이고 가장 정확해요
②유도형은 교류 전용이고 전력량계(적산 전력계)에 쓴다
③가동 철편형은 교류 · 직류 겸용이고 가장 흔해요
④전류력계형은 전력을 잰다(전력계)
메거와 접지 저항 측정
메거(절연 저항계)는 전기 설비의 절연 상태를 확인하는 계기이고, 접지 저항계는 접지가 제대로 됐는지 재는 계기다. 둘 다 안전 점검에 꼭 쓰인다.