테스터기(멀티미터) 사용법 및 전기량 측정 실험

본 내용은 " [알기쉬운 기초 전기 전자 실험 (문운당)] 02. 테스터기_사용법 예비보고서 (A+) " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.12.31

문서 내 토픽

• 1. 멀티미터(Multimeter) 원리 및 구조

  멀티미터는 전압, 전류, 저항을 하나의 계기로 측정할 수 있는 종합기능 계측기입니다. VOM(Volt Ohm Miliammeter)이라고도 불리며, 최대눈금이 50~100μA의 직류전류계와 분류기, 배율기, 기능선택 스위치로 구성됩니다. 내부에 전지를 포함하고 있으며, 1000V 이내의 직류 및 교류전압, 250mA 이내의 직류전류, 20MΩ까지의 저항을 측정할 수 있습니다. 또한 다이오드, 전해 콘덴서, SCR, 트라이액, 트랜지스터 등 전자부품의 양부를 판정할 수 있습니다.

• 2. 직류전압 및 교류전압 측정

  직류전압 측정 시 멀티미터의 내부저항은 측정범위에 따라 달라집니다. 0.5V 범위에서는 5kΩ, 2.5V 범위에서는 25kΩ이며, 10V 이상의 범위에서는 4kΩ/V의 값을 갖습니다. 교류전압 측정은 다이오드에 의해 반파정류한 맥류전류를 직류전류로 지시하며, 전류계의 지시값을 측정전압의 실효값으로 표기합니다. 측정 시 단자봉의 극성을 정확히 맞추고, 예측 불가능한 전원은 높은 범위에서 낮은 범위 순으로 측정해야 합니다.

• 3. 직류전류 및 저항 측정

  직류전류 측정 시 내부저항은 측정범위에 따라 250mA에서 1Ω, 25mA에서 10Ω, 2.5mA에서 100Ω, 0.1mA에서 5kΩ으로 변합니다. 저항 측정은 회로 내 직류전원을 이용하며, 건전지 기전력 감소를 보상하기 위해 영점(0Ω) 조정이 필요합니다. 단자를 외부에서 단락시킨 후 가변저항기를 조정하여 전류계 지시가 최대눈금이 되도록 합니다. 저항계 사용 시 '+'단자는 실제로 부(-)의 전압극성을, '-'단자는 정(+)의 전압극성을 가집니다.

• 4. 수동소자(저항기, 커패시터, 인덕터)

  저항기는 고정저항기와 가변저항기로 분류되며, 가장 널리 사용되는 것은 카본 솔리드 저항기입니다. 색띠 부호로 저항값을 표기하며, 첫 번째와 두 번째 띠는 숫자, 세 번째는 승수, 네 번째는 허용오차를 나타냅니다. 커패시터는 유전체 종류에 따라 공기, 운모, 종이, 세라믹, 전해 커패시터로 분류됩니다. 전해 커패시터는 극성이 있어 반대로 연결되면 폭발할 수 있으므로 주의가 필요합니다. 인덕터는 코일로 불리며 철심 또는 공심을 가지며, 권선수와 철심 성질에 따라 인덕턴스가 결정됩니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 멀티미터(Multimeter) 원리 및 구조

  멀티미터는 전자 측정의 기본 도구로서 그 원리와 구조를 이해하는 것은 매우 중요합니다. 멀티미터는 기본적으로 갈바노미터라는 민감한 전류 측정 장치를 중심으로 설계되어 있으며, 다양한 저항값을 조합하여 전압, 전류, 저항을 측정할 수 있습니다. 아날로그 멀티미터는 기계적 바늘의 움직임으로 값을 표시하고, 디지털 멀티미터는 정밀한 ADC 변환기를 사용하여 수치를 표시합니다. 멀티미터의 구조를 이해하면 측정 원리뿐만 아니라 측정 오차의 원인과 정확한 사용 방법을 파악할 수 있어 전자 실습과 유지보수 작업에서 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있습니다.

• 2. 직류전압 및 교류전압 측정

  직류전압과 교류전압 측정은 전자 회로 진단의 핵심 기술입니다. 직류전압 측정은 멀티미터의 높은 입력 임피던스를 활용하여 회로에 최소한의 영향을 미치면서 정확한 값을 얻을 수 있습니다. 교류전압 측정의 경우 RMS 값을 기준으로 하며, 디지털 멀티미터는 True RMS 기능으로 왜곡된 파형도 정확히 측정할 수 있습니다. 두 측정 방식의 차이를 이해하고 적절한 범위를 선택하는 것이 측정 정확도를 높이는 데 필수적입니다. 특히 안전성 측면에서 고전압 측정 시 적절한 보호 조치와 주의가 필요합니다.

• 3. 직류전류 및 저항 측정

  직류전류 측정은 멀티미터를 회로에 직렬로 연결하여 수행하며, 이는 전압 측정과 달리 회로를 개방해야 하므로 신중한 접근이 필요합니다. 멀티미터의 낮은 내부 저항이 측정 정확도에 중요한 역할을 합니다. 저항 측정은 멀티미터 내부의 배터리에서 공급되는 전류를 이용하여 수행되므로, 측정 대상이 회로에서 분리되어야 정확한 값을 얻을 수 있습니다. 특히 저항 측정 시 영점 조정과 적절한 범위 선택이 중요하며, 고저항 측정 시에는 측정 시간과 환경 습도의 영향을 고려해야 합니다.

• 4. 수동소자(저항기, 커패시터, 인덕터)

  수동소자는 전자 회로의 기본 구성 요소로서 각각의 특성을 이해하는 것이 회로 설계와 분석의 기초입니다. 저항기는 옴의 법칙을 따르며 전력을 소비하고, 커패시터는 전하를 저장하여 교류 신호에 대해 용량 리액턴스를 나타내며, 인덕터는 자기장에 에너지를 저장하여 유도 리액턴스를 제공합니다. 이들 소자의 주파수 특성, 온도 계수, 공차 등을 고려하여 적절한 소자를 선택하는 것이 회로의 성능과 안정성을 결정합니다. 멀티미터를 통한 저항 측정과 함께 각 소자의 특성을 실험적으로 검증하면 전자 회로에 대한 이해를 더욱 깊게 할 수 있습니다.