전원의 출력저항과 DMM의 입력저항 측정회로 설계

본 내용은 " (예비+결과보고서)설계실습 2. 전원의 출력저항, DMM의 입력저항 측정회로 설계 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.09.29

문서 내 토픽

• 1. 건전지의 내부저항 측정

  6V 건전지의 내부저항을 측정하는 실험으로, 부하저항과 내부저항의 관계식 V=VO×RL/(Rin+RL)을 이용하여 측정했다. 실제 측정 결과 건전지의 정격전압은 6V이지만 10Ω 저항에 걸린 전압은 4.369V로 측정되었고, 이를 통해 계산한 내부저항은 약 4.739Ω이다. 이는 실제 회로에서 작은 저항을 사용할 때 내부저항을 고려해야 함을 보여준다.

• 2. DC Power Supply의 정전압/정전류 특성

  DC Power Supply의 출력특성을 실험으로 확인했다. 출력을 1V, 최대전류 10mA로 설정한 상태에서 10Ω 저항을 연결하면 100mA가 필요하므로 전류제한이 작동하여 출력전압이 0.1V로 낮아진다. 최대전류를 50mA로 변경하면 0.51V가 출력되며, 다이얼을 조정하여 CV(정전압) 상태에서는 전압이 고정되어 전류가 증가하지 않는 특성을 확인했다.

• 3. DMM의 입력저항 측정

  DMM으로 고저항 회로의 전압을 측정할 때 DMM 내부의 입력저항이 측정값에 영향을 미친다. 22㏁ 저항 단일연결 시 이론값 5V에 대해 1.564V가 측정되었고, 이를 통해 DMM의 입력저항을 약 10.166㏁으로 계산했다. 직렬연결 시에도 유사한 방법으로 입력저항을 10.208㏁으로 계산하여 DMM의 입력저항이 무한대가 아닌 유한한 값임을 확인했다.

• 4. 부하효과와 전압측정

  부하효과(Loading effect)는 측정기기의 입력저항이 피측정 회로에 영향을 미치는 현상이다. 고저항 회로에서 DMM으로 전압을 측정할 때 DMM의 입력저항과 회로의 저항이 분압을 형성하여 측정값이 이론값과 다르게 나타난다. 실험에서 22㏁ 저항 측정 시 오차율이 8.72%로 나타났으며, 이는 DMM 내부저항을 고려하여 분석해야 함을 보여준다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 건전지의 내부저항 측정

  건전지의 내부저항 측정은 전자공학 실험에서 매우 중요한 기초 실험입니다. 건전지의 성능을 평가하기 위해서는 개방회로 전압뿐만 아니라 내부저항을 정확히 파악해야 합니다. 다양한 부하를 연결하여 전압 변화를 측정하는 방법이나 멀티미터를 이용한 직접 측정 방법 등이 있습니다. 특히 건전지의 노화 정도를 판단하는 데 내부저항이 중요한 지표가 되므로, 정확한 측정 기술의 습득은 실무에서도 필수적입니다. 온도 변화나 방전 상태에 따라 내부저항이 변하므로 측정 조건을 일정하게 유지하는 것이 중요합니다.

• 2. DC Power Supply의 정전압/정전류 특성

  DC 전원공급장치의 정전압 및 정전류 특성은 전자기기 설계 및 테스트에서 핵심적인 역할을 합니다. 정전압 모드에서는 부하 변화에 관계없이 일정한 전압을 유지하고, 정전류 모드에서는 일정한 전류를 공급합니다. 이러한 특성을 이해하는 것은 배터리 충전, LED 구동, 회로 보호 등 다양한 응용에 필수적입니다. 실제 측정을 통해 두 모드의 전환점과 각 모드에서의 안정성을 확인하면, 전원공급장치 선택 및 회로 설계에 큰 도움이 됩니다.

• 3. DMM의 입력저항 측정

  디지털 멀티미터의 입력저항 측정은 측정 오류를 최소화하기 위해 반드시 이해해야 할 개념입니다. DMM의 입력저항은 측정 모드에 따라 다르며, 전압 측정 시에는 매우 높은 입력저항을 가져야 피측정 회로에 영향을 주지 않습니다. 일반적으로 전압 측정 시 입력저항은 수 메가옴 이상이어야 하며, 이를 정확히 파악하면 고임피던스 회로 측정 시 발생할 수 있는 부하효과를 예측할 수 있습니다. DMM의 사양을 충분히 이해하고 활용하는 것이 정확한 측정의 기초입니다.

• 4. 부하효과와 전압측정

  부하효과는 측정기기가 피측정 회로에 미치는 영향을 나타내는 중요한 개념입니다. 전압을 측정할 때 멀티미터의 입력저항이 유한하면, 측정기기가 회로에 병렬로 연결되어 실제 전압값을 왜곡시킵니다. 특히 고임피던스 회로에서는 이 효과가 매우 크므로, 측정기기의 입력저항이 충분히 높아야 합니다. 부하효과를 최소화하려면 적절한 측정기기 선택과 측정 방법의 이해가 필수적이며, 이를 통해 더욱 정확한 측정 결과를 얻을 수 있습니다.