로터리 스위치의 전환으로 측정 항목(교류 전압/직류 전압/도통 체크/저항/용량/전류..)을 전환하여 용도에 맞게 사용합니다.

측정 항목에 따라 테스트 리드(측정용 케이블)을 삽입하는 단자가 다릅니다. 전류 측정 이외에서는 테스트 리드 빨강을 "V Ω" 단자에, 테스트 리드 검정을 "COM" 단자에 연결하여 사용합니다.

조작 키의 키 조작으로 직류+교류의 전압, 전류를 측정하거나 온도 측정 또는 다이오드 측정 등 다른 측정 항목으로 전환하거나 측정값을 HOLD 하는 등의 추가 기능을 사용할 수 있습니다.

※DT4282의 사용법 예시입니다. 다른 기종에서는 사양, 설정이 다르므로 제품 사양을 확인해 주십시오. 

콘센트 또는 브레이크의 선간 전압을 측정하거나 설비의 전원 전압을 확인하는 교류 전압 측정의 경우,

1. 로터리 스위치 설정 : 〜V (아래 그림：1)

2.　테스트 리드의 연결 단자： 검정(마이너스 단자) ＝ COM,　빨강(플러스 단자) ＝ V Ω　（아래 그림：2） 

3.　테스트 리드와 콘센트의 연결：（아래그림：3）（교류 실효값 측정의 경우는 극성 확인이 필요하지 않습니다.） 

주의:

A 단자에는 절대로 연결하지 마십시오. 잘못된 연결을 방지하기 위해 오삽입 방지 셔터 기능이 포함된 모델이나 A 단자가 없는 모델이 있습니다.

HIOKI의 테스터는 만일 잘못된 연결을 한 경우는 내부의 퓨즈로 보호합니다. 상세는 각 제품의 제품 사양을 확인해 주십시오.

또한, 측정하는 회로의 전압값이 테스터의 입력 사양 이내인 것을 확인해 주십시오.

※ DT4282의 사용 예입니다. 다른 기종에서는 사양, 설정이 다르므로 제품 사양을 확인해 주십시오. 

태양광 패널의 출력 전압 또는 계장판의 DC24V, 배터리 전압을 측정하는 직류 전압 측정의 경우는 아래와 같이 설정합니다.

전선의 단선이나 와이어 하네스의 케이블 체크 등에서는 아래 순서로 테스터를 세팅합니다.

다이오드의 고장 진단에서는 아래의 순서로 테스터를 설정합니다.

저항 측정에서는 아래 순서로 테스터를 설정합니다.

에어컨의 바람 온도를 측정하는 등 온도 측정 에서는 아래 순서로 테스터를 설정합니다.

콘덴서의 용량 측정에서는 아래 순서로 테스터를 설정합니다.

직류 회로의 전류를 측정하는 경우 아래 순서로 테스터를 설정하여 연결합니다.

연결은 아래 그림과 같이 X표 부분의 결선을 끊고 부하 측과 전원 측 사이에 테서터를 직렬로 연결합니다.

클램프 센서를 사용하여 테스터로 교류 회로의 전류를 측정하는 경우, 아래의 순서로 테스터를 설정하고 클램프 센서를 전선에 클램프 하여 측정합니다.

AUTO HOLD 기능: 

테스트 리드를 접촉한 후 자동으로 측정값의 변경을 멈추고 측정값을 수기로 기록한 후 다른 측정 포인트에 테스트 리드를 접촉하면 자동으로 측정값을 변경하여 재차 갱신을 멈추는 기능입니다. (HOLD키를 1초 이상 누름)

레코딩 기능:

측정 중에 변경된 측정값 중 최대값과 최소값을 기록하는 기능입니다.

상대값 기능:

기준이 되는 값의 변화값을 계측하는 기능입니다. (MAX/MIN 키를 1초 이상 누름)

전압, 전류, 저항의 경우:

직류 전압 측정 회로는 분압기와 A/D 변환기에 따라 구성되어 있습니다. 분압기에 의해 입력 전압을 A/D 변환기에 입력할 수 있는 전압 범위까지 감쇠하고 A/D 변환기로 측정합니다.

교류 전압 측정 회로는 분압기, 정류 회로, A/D 변환기에 의해 구성됩니다.

정류 회로에 따라 교류 전압을 정류, 평활화하고 직류 전압으로 변환합니다. 이 전압을 A/D 변환기로 측정합니다.

일반적으로 평균값 타입의 테스터에서는 측정 결과를 1.1배로 하고 정현파 교류의 평균값을 실효값으로 환산한 값을 표시합니다. 따라서 정현파 이외의 교류 신호에서는 옳은 값을 표시하지 않습니다.

참실효값(True RMS) 타입의 테스터는 정현 회로 대신에 RMS-DC 변환 회로 혹은 연산 회로가 실장되어 있습니다. 이에 따라 정현파 이외의 교류 신호에서도 올바른 실효값을 얻을 수 있습니다. 

전류 측정 회로는 션트 저항, 게인 전환 회로, A/D 변환기에 따라 구성되어 있습니다.

션트 저항에 따라 전류 신호를 전압 신호로 변환하고 게인 전환 회로에서 적절한 전압으로 증폭하여 A/D 변환기로 측정합니다.

션트 저항은 테스터의 전류 레인지의 설정에 따라 전환됩니다. 일반적으로 μA 레인지에서는 100Ω, mA 레인지에서는 1Ω, A 레인지에서는 10mΩ 정도의 션트 저항이 됩니다.

전류 발생 회로에 의해 측정 대상의 저항에 기지의 전류 Is를 인가합니다.

이 때, 측정대상의 양단에 나타나는 전압 Vx를 직류 전압 측정 회로에서 측정하고

Rx＝Vx/Is에 따라 측정 대상의 저항값 Rx를 산출합니다.

전류 발생 회로에 의해 측정 대상의 다이오드에 전류를 인가하여 그 양단에 나타나는 전압을 측정합니다.

다이오드가 순방향으로 연결된 경우는 순방향 전압 Vf가 측정됩니다.

전류 발생 회로에 의해 측정 대상의 콘덴서에 기지의 전류 Is를 인가합니다.

타이머로 콘덴서의 단자 간 전압이 어느 기준 전압값 Vc에 도달할 때까지 시간 Tc를 측정합니다.

Cx=Is×Tc/Vc에 따라 측정 대상의 콘덴서의 정전 용량 Cx를 산출합니다. 

이 방식은 측정 대상의 콘덴서에 직류 전류를 흐르게 하기 대문에 주설 전류가 큰 콘덴서(오래 사용한 전계 콘덴서 등) 또는 회로에 내장도니 콘덴서 (병렬로 저항이 연결된 상태)에서는 올바른 측정을 할 수 없습니다.

측정 신호 반복 수를 카운트하여 1초 간 반복 수를 표시합니다.

솔레노이드 밸브의 개폐에 의한 과전압 발생 파형이 아래 표가 됩니다. 이 예시에서는 AC100V 라인에 1000V 가까이 임펄스 전압이 발생하고 있는 상황을 알 수 있습니다. 이러한 임펄스 전압은 유도 부하가 많은 공장이나 테스터 사용 장소 부근에서 벼락이 떨어진 경우에 발생하기 쉬운 현상입니다.

테스터의 안정성에 관련된 국제 규격 IEC61010-1에서는 아래 그림과 같이 측정 카테고리를 나눠, 카테고리마다 내력이 인정되는 테스터 등의 측정기를 아래에 표기했습니다.

(HIOKI 제품은 아래와 같은 표기를 카탈로그와 홈페이지에서 확인할 수 있습니다)

카드 하이테스터 3244-60 : CAT III 300V, CAT II 600V

디지털 멀티미터 DT4256 : CAT IV 600V, CAT III 1000V 

각각의 사용 장소(CAT IV / CAT III / CAT II)와 대지간 전압(전로 전압)에서 발생이 성정되는 임펄스 전압값(아래 표)에 충분한 내력이 있는지가 조건이 됩니다.

예를 들면  CAT II 300V의 테스터는 카테고리 CAT II 에서 대지간 전압 300V 이므로 2500V의 임펄스 전압에 견디는 것을 요구하고 있습니다.

앞에서 기술한 임펄스 전압의 발생이 충분히 생각되는 공업 라인 등에서는 측정 장소(=카테고리)에 맞춘 가능한한 측정 카테고리가 높은 사양의 테스터를 선택하는 것이 좋습니다.

아래는 각 측정 카테고리의 상세 설명입니다.

카테고리 II:

콘센트에 연결하는 기기의 전원 플러그에서 기기의 전원 회로까지

카테고리 III: 

분전반에서 전력을 직접 가져오는 기기(고정 설비 등)의 전원 배선과 전원 회로 및 분전반에서 콘센트까지의 전로

카테고리 IV:

건조물로의 인입 전로, 인입구에서 전력량 미터 및 분전반까지의 전로

테스터에 의한 전류 측정에서는 테스터를 측정 회로에 직렬로 연결하여 사용합니다. 또한 테스터를 연결한 것으로 계기 손실(저항)이 적어지므로 테스터의 전류 측정 회로의 임피던스는 낮게 설계되어 있습니다.

따라서 잘못된 회로의 전원에 병렬로 연결하면 전원 전압이 그대로 걸리게 되어 과전류가 흘러 기기가 파손됩니다.

계기의 소손을 방지하기 위해 대부분의 테스터에서는 보호 퓨즈가 사용되고 있습니다. 또한 제품에 따라서는 전류 단자(A단자)가 없는 모델이나 로터리 스위치에 연동되어 테스트 리드를 연결하는 단자를 틀리지 않게 하는 구조를 가진 모델도 있습니다.

테스터의 저항 측정 회로는 입력 임피던스가 작으므로 테스트 리드의 양단에 전압을 걸게되면 테스터 내부가 과전류로 소손이 발생하여 단락이 됩니다. 더욱이 분전반도 소손되는 결과를 불러올 수 있습니다.

HIOKI 테스터는 과전류 보호 회로가 내장되어 있고 전압 입력에 의한 과전류를 최소한으로 하여 테스터는 1분까지 과전압에 견디도록 설계되어 있습니다.

테스트 리드의 앞쪽 금속 부분이 길면 전압 측정 시에 단락 사고가 발생할 가능성이 있습니다.

모든 HIOKI 테스터는 금속 노출 부분을 짧게 할 수 있는 캡 장착 구조로 된 테스트 리드를 사용하고 있습니다.

디지털 멀티미터는 전압, 전류, 저항 등을 측정할 수 있는 측정기입니다. 측정값은 디지털 디스플레이에 표시되므로 사용이 쉽고 수치를 숫자로 확인할 수 있습니다.

일부 디지털 멀티미터는 측정 범위를 자동으로 선택하므로 수동으로 선택할 필요가 없습니다. 물론, 아날로그 테스터도 측정 중에 측정된 값의 변화를 쉽게 확인할 수 있고 디지털 판독값에서는 확인할 수 없는 애매한 위치의 값을 바늘로 직관적으로 확인할 수 있있다는 측면에서 이점도 제공합니다.

디지털 멀티미터와 아날로그 테스터 모두 장점이 있으므로 측정하려는 대상을 명확히 하여 애플리케이션에 가장 적합한 계측기를 선택할 수 있습니다.
 

디지털 멀티미터는 정밀도가 높다고 표현되는 경우가 많지만 측정 결과 자체의 정밀도는 아날로그 테스터와 크게 다르지 않습니다. 그러나 이 문맥에서 "고정밀"은 디지털 디스플레이가 더 많은 숫자를 표시할 수 있기 때문에 더 높은 해상도를 수용할 수 있는 기기의 기능이라는 것을 의미합니다. 아날로그 테스터는 바늘로 값을 표시하기 때문에 계측기를 사용하는 사람이 값을 읽을 때 실수할 가능성이 있습니다. 이러한 실수를 읽기 오류라고 합니다.

디지털 멀티미터는 디지털 디스플레이를 사용하기 때문에 판독 오류에 덜 민감하다는 장점이 있습니다. 많은 사용자들은 아무리 주의를 기울여도 사람의 실수가 발생할 수 있기 때문에 읽기 쉬운 디지털 디스플레이를 선호한다고 생각합니다.

아날로그 테스터와 달리 디지털 멀티미터의 측정값은 미세한 눈금을 해석할 필요 없이 직접 읽을 수 있으며 어두운 곳에서도 쉽게 읽을 수 있습니다. 이러한 방식으로 디지털 멀티미터는 값을 쉽게 읽을 수 있다는 점에서 뛰어납니다*. 일부 디지털 멀티미터는 데이터를 컴퓨터로 보낼 수 있어 오류 가능성을 더욱 낮춥니다.

*높은 수준의 변동성을 특징으로 하는 현상을 측정할 때 디지털 장비의 최소 자릿수 값이 빠르게 변경되어 결과를 읽기 어렵게 만들 수 있습니다. 이러한 상황에서는 바늘이 변동을 기계적으로 추적할 수 없기 때문에 아날로그 테스터에서 결과를 평균값으로 읽는 것이 더 쉬울 수 있습니다. 

<장점>

・측정값을 직접 정확하게 읽을 수 있습니다.

・디지털 멀티미터는 입력 임피던스가 높기 때문에 계측기 손실이 적습니다. 디지털 계산은 내부적으로 수행되며 많은 모델이 다른 값(커패시턴스, 주파수, 피크 값 등)을 표시할 수 있는 고급 기능을 제공합니다.

・일부 모델은 컴퓨터에 연결하여 데이터를 전송할 수 있습니다.

<단점>

・디지털 값이 안정될 때까지 빠르게 변동하여 값을 읽기 어려운 경우도 존재합니다.

・일부 응용 프로그램에서는 값이 "정착"되는 데 시간이 더 오래 걸려 작업 속도가 느려질 수 있습니다.

・디지털 멀티미터는 외부 노이즈에 더 취약합니다.

디지털 회로가 제공하는 고유한 정확도 외에도 디지털 멀티미터는 아날로그 테스터의 기능을 벗어나는 고급 계산을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 데이터 전송과 같은 작업 효율성을 높이는 기능은 디지털 멀티미터의 큰 장점입니다. 단, 일부 측정 대상의 측정은 측정값이 안정될 때까지 시간이 걸리기 때문에 아날로그 테스터보다 시간이 오래 걸리는 경우가 있습니다. 

1. 배터리 체크

2. 테스트 리드의 도통 체크

도통 레인지로 한 후 도통 체크를 한다.

단선된 채로 계측하면 매우 위험하다.

3. 테스트 리드의 피복 체크

피복이 벗겨지지 않았는지 확인한다.

금속부분이 노출되어 있으면 감전의 위험이 있다.

 

4. 값이 제대로 표시되는지 체크

이미 값을 알고 있는 건전지, 상용전원, 저항기 등을 측정해 그 값이 표시되는지를 확인한다.

5. 퓨즈 체크

퓨즈가 끊겼는지를 확인한다

전기에 대한 저항, 즉 '전기 저항'이란 전류에 대해 역방향으로 가해지는 힘, 전기가 흐르기 어려운 정도를 나타내기 위한 지표입니다. 수치로서의 단위는 'Ω(옴)'입니다.

전기는 단자와 단자 사이에 전자 전위차가 생기면 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 흘러갑니다. 이 전류를 방해하는 것이 저항입니다. 저항이 크면 전류는 작아집니다. 그리고 반대로 저항이 작으면 전류는 커집니다.

이 전기의 저항은 회로에 흐르는 전압과 전류를 사용함으로써 수치로 계산할 수 있습니다.

·저항=전압/전류

이른바 '옴의 법칙'이라고 불리는 공식입니다. 전압이 일정한 경우에 분모가 되는 전류가 크면 클수록 저항값은 작아집니다. 그리고 반대로 전류가 작아짐에 따라 저항값은 커집니다. 즉, 큰 전류가 흐르는 회로에 대해서는 전기 저항이 작고, 전류가 작을수록 저항이 큰 회로가 되는 것입니다.

저항은 원칙적으로 전기가 흐르는 물질의 종류와 온도, 그리고 길이에 의해 결정됩니다. 일반적으로 금속은 전기저항이 낮기 때문에 전기가 흐르기 쉽지만 금속 중에서도 차이가 있어, 은→구리→금→알루미늄→철 순으로 저항이 커집니다. 또 온도가 낮으면 저항도 작아지지만 온도가 높아지면 저항이 커집니다.

게다가 전기가 흐르는 거리가 길어질수록 전기 저항은 커지는 것이 특징입니다. 그 외에도 흐르는 물질의 단면적이 큰 쪽이 전기가 잘 통하기 때문에 저항이 작아지고 단면적이 작으면 저항이 커집니다.

저항기란 회로 내에서 전기가 흐르기 어렵게 하기 위한 전자 부품입니다. 물의 흐름을 수도꼭지에서 조절하듯이 전기회로 내에서도 전류나 전압을 조절하기 위해 저항기가 사용됩니다. 전류의 흐름을 제어할 뿐만 아니라 회로 내 전압을 분배하는 역할 등이 있는 것입니다. 

저항기 

전자 회로를 적절한 상태에서 동작시키기 위해서도 저항기가 필요합니다. 저항기는 전기가 흐르기 어렵도록 하는 재료로 구성되어 있어 저항기를 통과할 때 전기 흐름을 저해합니다.이를 통해 회로 전체에 흐르는 전류를 제어할 수 있는 것입니다. 저항기에 의해 전류가 작아지면 남은 전기 에너지는 열로 변환됩니다.

한마디로 저항기라고 해도 여러 종류가 있는데, 주요 저항기는 다음과 같습니다.

· 고정 저항기

· 가변 저항기

· 반고정 저항기

고정 저항기는 주된 것으로 탄소피막저항기와 금속피막저항기가 있으며 저항체에 탄소가 사용되는지 금속이 사용되는지에 따라 달라집니다. 저항값은 일정합니다. 가변 저항기는 저항값을 바꿀 수 있는 저항기이며, 반고정 저항기는 전압이나 전류의 미세 조정을 위해 사용되는 가변 저항기입니다.

가변 저항기
 

회로에서의 저항은 디지털 멀티미터를 이용하여 측정 가능합니다. 디지털 멀티미터는 저항뿐만 아니라 전압과 전류 등도 측정할 수 있기 때문에 가지고 있으면 다양한 상황에서 도움이 될 것입니다. 디지털 멀티미터의 사용법은 전원을 켜고 저항(Ω) 모드로 전환합니다.

필요에 따라 측정 대상의 저항값에 따라 레인지를 선택합니다. 그리고 테스트 리드의 빨간색 플러그를 Ω 단자, 검은색 플러그를 COM 단자에 꽂아 저항 양끝에 테스트 리드를 대고 측정합니다. 측정을 하면 액정 화면에 측정 결과가 표시되므로 확인합니다. 측정이 완료되면 테스트 리드를 분리합니다.

저항은 온도를 비롯하여 다양한 요인의 영향을 받습니다. 디지털 멀티미터에 따라서는 저항계의 온도 환산 기능 등 외부 영향을 고려하여 보정을 걸어주는 기능도 있습니다. 따라서 디지털 멀티미터를 구입할 때는 어떤 기능이 있는지 확인합시다.
 

저항은 전류가 흐르기 어려운 정도를 나타내는 지표로 "Ω" 단위로 수치화됩니다. 저항이 작을수록 흐르는 전류는 커지고 반대로 저항이 크면 전류의 흐름이 작아지는 것이 특징입니다. 회로에 적절한 크기의 전류를 통과시키려면 저항기가 필수입니다. 목적에 따라 다양한 종류의 저항기가 사용되고 있습니다. 

이것들이 적절하게 가동되고 있는지를 측정하기 위해서는 디지털 멀티미터가 필요합니다. 저항 측정이 필요할 때는 사용법을 참고하여 측정해 봅시다.  

아날로그 멀티 테스터를 사용한 저항 측정 방법은 피측정 회로의 전원을 끈 상태에서 측정합니다. 빨간색 테스트 리드를 저항 마크가 있는 + 입력 단자에 꽂고, 검은색 테스트 리드를 COM이라고 쓰여진 - 입력 단자에 꽂습니다.

Ω 모드로 바꾸고 레인지 버튼은 피측정물에 상정된 레인지로 설정합니다.

빨강과 검정의 테스트 핀을 서로 단락시키고, 0ΩADJ 노브(0Ω 조정기)로 지침을 0Ω으로 맞춥니다. 피측정물의 양 끝에 빨강과 검정 테스트 핀을 대고 미터의 지시값를 읽습니다. 

저항 모드 시 테스트 리드에 전압을 가하면 테스터의 고장의 원인이 됩니다. 또, 0Ω 보정을 할 수 없는 경우는, 아날로그 멀티 테스터의 전지가 소모되었을 가능성이 있습니다. 그 때에는 전지 전압을 확인합시다. 

<↑아날로그 미터의 저항측정회로>

(저항값을 측정하는 경우는 반드시 영점 조정을 실시해 주십시오. 기계적·전기적 영점 조정) 전압이 인가되어 있는 상황은 위험하므로 분리가 중요합니다.

디지털 멀티미터를 사용한 저항 측정도 기본적으로 아날로그 멀티미터와 마찬가지로 매우 간단합니다. 표기가 아날로그에서 디지털이 될 뿐이므로 기본적인 사용법은 크게 다르지 않습니다. 단, 디지털식 멀티미터에서는 다음 두 가지 측정법이 있습니다.

· 2단자 측정법

· 4단자 측정법

디지털 멀티미터를 사용한 저항 측정 방법은 대부분 2단자 측정법입니다. 2단자 측정법은 일정한 전류를 흘려 저항값을 전압계에 의해 측정합니다. 이것은 아날로그 멀티 테스터와 동일합니다. 하지만, 2단자 측정법은 측정할 때에 '피측정물과 연결하는 배선을 포함한 저항값을 측정해 버린다'는 단점이 있습니다.

<그림: 2단자법>

이 영향을 가급적 줄이기 위해 측정 전에 테스트 리드끼리 단락시켜, 저항값의 0 보정을 실시합니다.

<그림: 4단자법 클립형 리드와 저항계>

단, 이렇게 하더라도 완벽하게 제거할 수 있는 것은 아닙니다. 그래서 태어난 것이 4단자 측정법입니다. 4단자 측정법에서는 전압계와 전류계의 회로가 독립되어 있으며, 4개의 테스트 리드를 이용해 계측합니다. 

저항값 측정 결과에 영향을 미치는 것은 테스트 리드의 배선 저항뿐만이 아닙니다. 주로 다음과 같은 영향도 받습니다.

· 기전력

· 열 잡음

· 누설 전류

· 유전체 흡수

· 마찰 잡음

· 외래 잡음

· 온도, 습도, 바람

저항계에는 온도 등의 영향을 줄이기 위해 저항계에 연결된 온도 센서의 값에서 기준 온도와의 차이를 읽어내어 저항값에 보정을 걸어주는 온도 보정 기능 등도 있습니다. 저항 측정값이 불안정한 경우는 무엇이 영향을 미치고 있는지 파악한 후 대처하도록 합시다.

Rt = Rt0 ×{ 1 + αt0 × (t - t0) }

Rt：Actually tested resistance [Ω]

Rt0：Compensated resistance [Ω]

t0：Reference temperature [°C]

t：Current ambient temperature [°C]

αt0：Temperature coefficient at t0

<그림: 온도 보상형 저항계를 사용함으로써 온도 변환된 저항값을 자동으로 취득할 수 있습니다>

아날로그 멀티 테스터나 디지털 멀티미터에서는 저항값 자체를 측정하는 것이 아니라 전류와 전압에서 옴의 법칙을 이용해 측정합니다. 두 기기 모두 기본적인 사용법은 동일합니다. 디지털식에서는 4단자 측정법 등도 있어 보다 정확한 측정을 할 수 있습니다.

하지만 저항값은 여러 외부 영향을 받습니다. 측정 결과가 불안정한 경우 원인을 특정하여 대처하도록 합니다.

전류란 전자회로 안을 지나가는 전기의 흐름이며 흐르는 전기의 양이기도 합니다. 단위는 'A(암페어)'. A의 값이 커질수록 '회로 내에 흐르는 전기의 양이 많다'는 것을 의미합니다.

전기는 강물의 흐름을 이미지화하면 이해하기 쉬울 것입니다. 전자라는 알맹이가 모여서 그것이 1초 동안 흐르는 수가 전류가 됩니다.

전자 회로에서 전류와 같은 빈도로 등장하는 키워드가 전압입니다. 단위는 'V(볼트)'. 전압도 전류와 마찬가지로, 회로 내를 흐르는 전자와 관계가 있습니다. 전류는 전자의 흐름을 말하는 것이었다면 전압은 흐르고 있는 전자를 누르는 힘입니다.

전압이 높으면 높을수록 전류도 커지지만 낮아지면 전류도 함께 약해지는 것이 특징입니다.

그 외의 전류를 크게 하는 요인에 '저항'이 있습니다. 저항이란 전자가 흐르는 폭이라고 생각합시다. 저항이 커지면 전자가 흐르는 폭이 작아져 전류량이 작아집니다. 반대로 저항이 작아지면 전자가 흐르는 폭이 커지기 때문에 한 번에 흐르는 전류량이 커지는 것입니다.

동일 조건의 저항값으로 전류를 크게 하고 싶다면 전압을 높이는 방법이 있습니다. 일반적으로 전력은 '전류(A)×전압(V)'으로 산출할 수 있으며 전력은 'W(와트)'로 표기됩니다. 

이와 같이 전류와 전압은 전혀 다르기는 하지만 전기 세계에서는 둘 다 중요한 요소입니다.

전류와 전압은 크게 직류와 교류로 분류됩니다. 직류란 'DC(Direct Current)'라고도 불리며 방향이 변화하지 않는 전류나 전압을 말합니다.

대표적인 것으로 건전지나 자동차 등에 사용되는 배터리, 리튬 이온 배터리 등이 있습니다. 직류에서 전압은 항상 플러스측(혹은 항상 마이너스측)이며 전류는 항상 같은 방향으로 흘러가기 때문에 극성이 맞지 않은 상태에서 설치해도 동작하지 않는 경우가 있습니다.

한편, 교류는 'AC(Alternating Current)'라고도 하며 방향이나 크기가 시간이 지남에 따라 주기적으로 변화하는 전류나 전압을 말합니다. 그 파형은 다양하고 정현파와 방형파, 톱니파와 삼각파 등의 형상이 있는 것이 특징입니다.
 

<그림: 교류 파형 예>
 

교류 전기는 가정용 콘센트를 비롯한 상용 전원 등에 사용되고 있습니다. 단, 일반적인 전자기기 등에서는 전기회로 내에서 직류로 변환되고 있습니다. 그러면 '왜 공급되는 전기가 교류인가?' 라는 의문이 남으실 수 있습니다.

그 이유는 송전 시에 있습니다. 송전 시 전류는 전선의 저항에 의해 손실되기 쉽지만 전압을 높임으로써 손실을 줄일 수 있습니다. 다만 직류는 높은 전압을 만들기가 어렵기 때문에 교류로 송전하고 변압기로 강압하여 상용전원으로 전기기기에 공급됩니다. 그리고 전기기기의 회로 내에서 직류로 변환하여 사용하는 형식이 주류를 이루고 있습니다.

전류를 측정하려면 디지털 멀티미터 등의 측정기가 필요합니다. 디지털 멀티미터는 기기에 따라 다르지만 전류뿐만 아니라 전압과 저항을 비롯한 다양한 측정을 할 수 있습니다.

디지털 멀티미터로 측정하는 경우는, 전류 기능으로 설정하고 나서 계측합니다. 표시 단위는 'μA', 'mA', 'A' 등이 있으므로 흐르는 전류에 맞게 측정 레인지를 선택해야 합니다.

전류를 측정할 경우 마이너스 단자를 COM, 그리고 플러스 단자를 A에 연결하고 디지털 멀티미터를 회로에 직렬로 연결하여 측정합니다. 

주의점으로는 전류 기능에서 전압을 인가시키지 않도록 합니다. 그로 인해 측정 기기에 과전류가 흘러 회로가 소손되어 버립니다. 실제 측정기에는 퓨즈로 회로를 보호하도록 설계되어 있지만, 고장의 원인이 되므로 주의합시다. 디지털 멀티미터에는 위험 회피를 위해 전류 입력 단자가 없는 기종도 준비되어 있습니다. 

전류란 전자회로 내에서 전기의 흐름을 말하며 흐르는 양이 많아지면 전류량의 표기도 커집니다. 전류와 전압은 다르지만 둘 다 중요한 요소이기 때문에 각각에 대해 이해해 둘 필요가 있습니다.

전류 측정은 디지털 멀티미터로 계측이 가능합니다. 이번에 소개한 정보를 참고하여 전류를 측정해 보는 것은 어떨까요?

전자기기는 매우 정밀하고 섬세합니다. 정기적으로 점검이 필요한 것도 많아 유지 보수가 중요합니다. 만약 측정기가 없다면 유지보수를 하거나 고장이 났을 때 어디에 문제가 있는지 확인하는 것이 어려울 것입니다. 따라서 전자기기의 보전이나 고장의 원인 특정에는 전류를 측정하는 것은 중요한 항목입니다.

전류를 측정하기 위한 측정기기는 몇 가지가 있습니다. 그 중에서도 자주 이용되는 것이 다음의 세 가지입니다.

· 디지털 멀티미터

· 전류 프로브(전류 프로브의 출력 전압을 오실로스코프로 관측)

· 클램프 미터

어느 측정기기든 전류를 측정할 수 있습니다. 용도에 따라 구분하여 사용하는 것이 중요합니다.

각각의 측정기기를 이용한 전류 측정 방법에 대해 설명합니다.

디지털 멀티미터란 전류에서 전압이나 저항까지 전기회로의  기본적인 측정 기능을 1대로 사용할 수 있도록 한 측정기기입니다. 크기도 대형 제품부터 카드 타입까지 다양해 여러 전기 측정 환경에서 사용되고 있습니다.

디지털 멀티미터에서는 회전 스위치 등으로 측정 기능을 변경할 수 있는 것이 많아 우선 전류 기능으로 설정한 후 계측합니다.

그리고 테스트 리드는 검정색 마이너스 단자는 COM, 빨간색 플러스 단자는 A에 꽂습니다. 그리고 회로와 연결 시에는 검은색을 전원의 마이너스 쪽, 빨간색을 부하 쪽으로 직렬이 되도록 연결하여 측정합니다.

테스트 리드가 'A' 단자에 꽂혀진 채 전압이 인가되어 버리면 디지털 멀티미터가 망가질 우려가 있으므로 주의가 필요합니다. 따라서 실수로 전압을 인가하지 않도록 측정회로의 전원을 끄고 전류를 측정하는 단자 사이에 직렬로 연결을 한 후 전원을 켜고 측정합니다.


 

전류 프로브란 전류를 전압으로 변환시킴으로써 오실로스코프 등에서도 전류 파형을 측정할 수 있도록 하는 도구입니다. 케이블 등을 자르지 않아도 피복 위에서 신호 관측이 가능하고 미세한 전류에서 대전류까지 커버하기 때문에 다양한 현장에서 전류 측정 시 유용합니다. 

전류 프로브에는 다음의 4가지 방식이 있으며 용도에 따라 선정합니다.

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클램프 미터도 케이블을 물리는 것 만으로 전류를 측정할 수 있기 때문에 회로를 끊지 않고 전류값을 확인할 수 있습니다. 전류가 흐를 때 발생하는 자계는 전류의 크기에 비례하기 때문에 '그 자계를 측정하면 된다'는 원리에서 나온 측정기기입니다.

클램프 미터를 케이블에 물릴 경우, 왕복 2선의 선을 물려 버리면 자계가 서로 상쇄되어 버립니다. 누설전류를 측정하는 경우를 제외하고는 2선을 물리지 않도록 합니다.

클램프의 코어에 선을 같은 방향으로 몇 차례 감으면 자계가 비례해 증가하므로 클램프 미터에 많이 감아 자계를 크게 해 감도를 높이는 방법도 있습니다.
 

주파수란 교류 전기에서 1초 사이에 플러스와 마이너스가 번갈아 바뀌는 횟수를 말합니다. 정기적으로 플러스와 마이너스가 바뀌는 교류 특유의 특징으로 직류에서는 발생하지 않습니다. 주파수의 단위는 'Hz(헤르츠)'입니다. 예를 들어 1초 동안 플러스와 마이너스 변화가 60회 있었을 경우 주파수는 60Hz로 표현됩니다.

또한 교류의 전기가 0에서 시작하여 플러스에서 마이너스로 전압이 가변되고 다시 0으로 돌아온 단계에서 1주기로 표현되며 주파수는 주기의 역수 관계가 됩니다. '주파수가 높다'는 것은 1초 동안 파장의 횟수가 많고 주기가 짧은 상태이며, '주파수가 낮다'는 것은 파장의 횟수가 적고 주기가 긴 상태입니다. 

미국에서는 60Hz, 영국이나 독일 등에서는 50Hz, 그리고 한국에서는 60Hz 등 지역에 따라 차이는 있지만 기본적으로는 한 나라에 한 개의 주파수가 채택되고 있는 경우가 주류입니다.

특수한 예로 일본에서는 동서로 나누어져 있으며 동일본에서는 50Hz, 서일본에서는 60Hz입니다. 나라 안에서 주파수가 다르다는 것은 세계에서도 매우 드문 사례라고 할 수 있습니다.

주파수를 측정하는 경우는 주파수 측정 기능(주파수 카운터)이 탑재된 디지털 멀티미터 등으로 측정하는 것이 가능합니다. 고가의 디지털 멀티미터가 아니더라도 탑재되어 있는 경우가 있습니다. 

사용법은 매우 간단합니다. 디지털 멀티미터의 여러 기능 중에서 주파수 측정(Hz)으로 스위치를 바꿉니다. 그리고 빨간색과 검은색 프로브를 멀티미터의 +와 - 단자에 꽂고 측정 리드를 측정 대상 회로의 양끝에 접촉시킵니다. 액정 화면에 해당 부분의 주파수가 표시됩니다. 

측정 시 리드를 측정 부분에 대기 전에 기능을 주파수 측정으로 전환하는 것을 잊지 않도록 합니다. 리드에 댄 상태에서 기능을 바꾸면 디지털 멀티미터 고장의 요인이 됩니다. 

주파수를 측정할 수 있는 기계는 몇 가지가 있습니다.

주파수 측정뿐만 아니라 '전류나 전압을 측정해야 할 수도 있다' '인버터의 주파수를 계측하는 일은 없다'고 하는 분들도 많은 경향입니다. 따라서 다음 항에서는 디지털 주파수계(디지털 멀티미터)에서의 주파수 측정 방법에 대해 소개합니다. 

디지털 멀티미터로 주파수를 측정하려면 주파수 측정 기능이 있는 디지털 멀티미터를 사용하십시오. 사용할 때는 먼저 디지털 멀티미터에서 주파수를 측정할 수 있도록 합니다. 기능 항목을  'Hz'로 선택하고, 디지털 표시 부분이 'Hz'로 바뀌었으면 선택이 완료된 것입니다. 

빨간색과 검은색 테스트 리드를 주파수 측정 단자에 꽂으면 주파수 측정 준비가 완료됩니다. 대부분의 경우 빨간색 테스트 리드는 Hz 표기가 있는 단자, 검은색 테스트 리드는 COM 표기가 있는 단자로 되어 있습니다. 전압 측정과 주파수 측정을 동시에 할 수 있는 기종도 있고, V단자에 빨간색 테스트 리드를 꽂는 경우도 있습니다. 각 디지털 멀티미터의 사용설명서를 보고 꽂아 주십시오.

나머지는 측정하려는 회로에 테스트 리드를 접촉시킴으로써 회로의 주파수를 측정할 수 있습니다. 디지털 표시 부분에 측정 시 주파수가 표시되므로 확인을 하고 종료합니다.

디지털 멀티미터는 간단히 주파수를 측정할 수 있지만 측정을 할 때 몇가지 주의점이 있습니다. 우선 측정 기능이 주파수 측정(Hz)으로 되어 있는지 확인하고 테스트 리드를 갖다 댑니다. 기능이 다른 상태에서 대면 고장의 원인이 될 수 있습니다.

또 주파수를 측정하는 경우에는 전류가 흐릅니다. 가정용 콘센트 등에서도 100V나 200V와 같은 전압이 걸리기 때문에 감전에 주의합시다. 회전 스위치를 돌리면 측정회로가 전환되기 때문에 저항 레인지 일 때 잘못 전압을 입력하면 큰 전류가 측정기로 흘러들어가 누전 브레이커의 오차단이나 아크 발생 등의 사고로 이어집니다.

전압을 계측하려면 멀티미터(멀티 테스터)를 사용해 계측합니다. 멀티미터는 전압 이외에도 도통 체크와 전류, 저항, 온도, 용량 등을 계측할 수 있습니다. 멀티미터에는 아날로그와 디지털이 있습니다만, 디지털은 수치로 표기되기 때문에 잘못 판독할 일이 없고 사용하기 쉽습니다.

멀티미터로 전압을 측정할 경우에는 플러스와 마이너스 리드봉을 장착하고 측정 레인지를 전압으로 전환합니다. 그런 다음 측정 대상의 양끝에 테스트 리드를 배치합니다. 아날로그 테스터의 경우 전압 측정 레인지는 큰 숫자부터 맞춰 나갑니다.

수치에 반응이 없으면 측정 레인지를 서서히 줄여나가다보면 적절한 레인지라면 전압량을 측정할 수 있습니다. 디지털 테스터의 경우 측정 레인지를 자동으로 조정해 주는 것도 있기 때문에 더 쉽게 측정할 수 있습니다.