전기회로설계실습 2: 전원 출력저항 및 DMM 입력저항 측정

본 내용은 " (A+)중앙대 전기실, 전기회로설계실습 (2번실습 결과보고서) " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2025.02.26

문서 내 토픽

• 1. 건전지 내부저항 측정

  6V 건전지의 내부저항을 측정하기 위해 건전지 전압(6.11V)과 10Ω 저항을 이용하여 전류(0.616A)를 계산하고, 내부저항을 (6.11-5.49)/0.616 = 1.0065Ω으로 측정했다. 측정값이 예상보다 크게 나왔으며, 현실적인 회로에서 건전지의 내부저항은 반드시 고려해야 할 요소임을 확인했다. 실습 장비와 부품으로 인한 오차가 발생했으나 실험 과정 자체는 문제없었다.

• 2. DC 전원공급장치의 CV/CC 모드 동작

  DC power supply의 출력 전류 제한값을 변경하면서 전압과 전류 변화를 측정했다. 최대전류 3A 설정 시 10Ω 저항에 1V, 101mA가 측정되었고, 최대전류를 50mA로 변경하면 CC(Constant Current) 모드로 전환되어 49mA가 공급되고 전압은 0.487V로 감소했다. CV 모드에서는 V=I×R 관계식에 따라 전류가 일정하게 유지된다.

• 3. DMM 입력저항 측정 및 부하효과

  10kΩ 저항 측정 시 4.99V가 측정되었으나, 22MΩ 저항 사용 시 0.964V만 측정되었다. DMM의 입력저항이 측정 회로에 영향을 미치는 부하효과를 확인했으며, 계산 결과 DMM의 입력저항은 약 92.11MΩ이다. 직렬 연결된 22MΩ 저항 쌍 측정 시 각각 0.962V, 0.948V로 측정되어 입력저항 영향이 71.18MΩ으로 계산되었다.

• 4. 교류전압 측정 및 실효치

  건물 220V 교류전원을 DMM의 ACV 모드로 측정한 결과, 두 구멍 사이의 전압은 206.38V(실효치)이고, 각 구멍과 접지 단자 사이의 전압은 119.68V, 118.95V였다. 실효치 206.38V에 √2를 곱하면 최대 전압은 291.87V가 된다. DMM은 교류전압의 실효치를 표시한다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 건전지 내부저항 측정

  건전지의 내부저항 측정은 전자공학 실험에서 중요한 기초 과제입니다. 건전지의 성능을 평가하기 위해서는 단순히 개방회로 전압만 측정하는 것이 아니라 부하를 연결했을 때의 전압 강하를 통해 내부저항을 계산해야 합니다. 이는 실제 회로에서 건전지가 얼마나 효율적으로 전류를 공급할 수 있는지를 나타냅니다. 다양한 부하 저항값에서 측정한 전압과 전류 데이터를 이용하여 내부저항을 구하는 방법은 옴의 법칙을 실제로 적용하는 좋은 학습 기회를 제공합니다. 정확한 측정을 위해서는 고정밀 멀티미터를 사용하고 측정 순서를 체계적으로 진행해야 합니다.

• 2. DC 전원공급장치의 CV/CC 모드 동작

  DC 전원공급장치의 CV(정전압) 모드와 CC(정전류) 모드는 서로 다른 부하 조건에서 안정적인 전력 공급을 가능하게 하는 중요한 기능입니다. CV 모드는 부하 저항이 변해도 출력 전압을 일정하게 유지하며, CC 모드는 부하 저항이 변해도 출력 전류를 일정하게 유지합니다. 이 두 모드의 자동 전환 특성을 이해하는 것은 전원공급장치를 올바르게 사용하고 회로를 보호하는 데 필수적입니다. 특히 배터리 충전이나 민감한 전자부품 테스트 시 적절한 모드 선택이 중요하며, 이를 통해 전원공급장치의 실용적인 활용 방법을 습득할 수 있습니다.

• 3. DMM 입력저항 측정 및 부하효과

  디지털 멀티미터(DMM)의 입력저항은 측정 대상 회로에 미치는 영향을 결정하는 중요한 특성입니다. 이상적인 전압계는 무한대의 입력저항을 가져야 하지만, 실제 DMM은 유한한 입력저항을 가지므로 측정 시 회로에 부하를 줍니다. 특히 고임피던스 회로에서는 이러한 부하효과가 측정 결과에 상당한 오차를 야기할 수 있습니다. DMM의 입력저항을 측정하고 이로 인한 부하효과를 계산하는 실험은 측정기기의 한계를 이해하고 정확한 측정을 위한 보정 방법을 학습하는 데 매우 유용합니다. 이는 고정밀 측정이 필요한 실무 환경에서 특히 중요한 개념입니다.

• 4. 교류전압 측정 및 실효치

  교류전압의 실효치(RMS) 측정은 전기 시스템에서 전력 계산과 안전성 평가의 기초가 됩니다. 교류 신호는 시간에 따라 변하므로 순간값이 아닌 실효치를 사용하여 직류와 동등한 전력을 전달할 수 있는 값을 나타냅니다. 현대의 DMM은 대부분 실효치를 자동으로 계산하여 표시하지만, 그 원리를 이해하는 것이 중요합니다. 특히 비정현파 신호의 경우 일반 DMM과 True RMS 미터의 측정값이 다를 수 있으므로 측정기기의 특성을 파악해야 합니다. 교류전압 측정 실험을 통해 신호의 주파수, 파형, 실효치 간의 관계를 이해하고 실제 전기 환경에서의 올바른 측정 방법을 습득할 수 있습니다.