[회로이론 예비1] 저항, 전압, 전류의 측정

목차

저항, 전압, 전류의 측정

1. 목 적

2. 실험준비물(1개 조)

본문내용

금씩 내려가면서 측정한다.
(DMM의 전압측정 시 회로도)
(2) 가변 저압안정 직류전원(regulated dc power supply)을 사용하여 채널의 출력이 직류 5V가 되도록 하려고 한다. 조작방법을 고안하여 제출하라.
직류전원의 채널은 교재 P.13의 그림 3.2를 참고하세요.
▶ 전압 조절 다이얼을 통해 전압을 5V로 맞춰놓고 최대 전류를 1A로 설정한 후 5Ω의 저항을 넣으면 된다.
옴의 법칙 : V = I*R
최대전류와 저항기의 곱이 5를 넘지 않으면 5V는 유지된다.
(3) 전류측정 : 실험실에서 사용자의 조작미숙으로 가장 많이 고장 나는 장비가 전류측정기 또는 DMM의 전류측정부이다. 충분한 실험준비는 실험시간의 단축뿐만 아니라 장비의 고장을 줄이는 효과를 가져온다. 5V 직류전원에 10㏀ 저항이 연결된 회로에서 저항에 흐르는 전류를 측정하는 연결도를 그리고 DMM의 조작방법, 전류측정방법을 제출하라. 예상전류는 얼마인가?
▶ 전류 측정 순서
① 우선 회로를 끊는다.
② 그 사이에 DMM을 직렬로 연결하여 측정한다.
③ DMM의 기능스위치를 Adc에 맞추고 도입선(lead)을 mA와 COM에 연결한다.
문제에 제시된 전류의 크기와 저항의 크기를 고려할 때 Ohm의 법칙을 이용하여 계산하면 예상전류는 으로 예상되므로 기능스위치를 A에 맞추는 것보다 mA에 맞추는 것이 더 효율적이다.
④ LCD화면에 뜬 전류크기를 읽는다.
(DMM 전류측정 시 회로도)
(4) DMM의 전압측정 : DMM이 저항측정모드에 있을 때에는 DMM이 직류전원이 되어야한다. DMM의 단자전압을 측정하는 연결도와 측정방법을 고안하라.
▶ DMM의 단자전압 측정 순서
저항 양쪽에 DMM을 연결한다. DMM을 저항사이에 연결하면 DMM 내부의 고정 전원에 의해 부하 저항에 전류가 흐르며, 이 전류가 DMM 내부 저항을 통해서 흐를 때 DMM은 이 내부저항에 걸리는 전압을 측정하여 저항을 계산하고 그 값을 표시하게 된다. 따라서 DMM의 Ω 과 COM 단자 사이에 전압이 발생하게 되고 이 전압을 다른 DMM으로 측정할 수 있다.(이 경우도 다른 경로로 전류가 흐를 수 있으므로 반드시 회로로부터 분리된 저항을 이용해야한다.)
(저항측정할 때 DMM의 단자전압측정회로 )
3.4 5㏀, 10㏀ 저항이 병렬 연결된 저항에 5㏀ 저항이 직렬 연결되어 있다. 이것의 양단에 5V 전원 (power supply)이 연결되어 있는 회로를 그리고, 또 각각의 저항에 걸리는 전압, 각각의 전선에 흐르는 전류를 측정하는 회로를 그러서 제출하라. DMM이 한 대 뿐이라고 가정하고 전압측정, 전류측정을 각각 그린 후 각 경우의 DMM조작방법을 설명하라. 또 각각의 전압과 전류를 계산하라.
▶
① 전압 측정
기능스위치를 Vdc에 놓고에 각각 병렬로 연결하여 전압을 측정한다.
② 전류 측정
병렬 연결된 회로가 제외된 선에 DMM을 직렬로 연결하여 전체전류를 구하고, 병렬 연결된 회로 중에서 5㏀과 10㏀에 연결된 선에 각각 직렬로 연결하여 각각의 전류를 구한다. (DMM과 연결 전에는 회로를 끊어놓은 상태이어야 한다.)
③ 전압과 전류계산
병렬 연결된 저항의 전체저항 R 을 구하면
이므로,
=㏀
∴ 회로의 전체저항의 합 = 5㏀ + ㏀ = ㏀
∴ 회로 전체에 흐르는 전류
전체 전류 의 크기는 병렬저항()이 연결된 회로를 제외하고, 회로 전체에서 흐르는 전류의 크기와 같다. 그럼 병렬 연결된 저항에서의 전류의 크기를 살펴보면, 와 에 흐르는 전압의 크기는 똑같이 , ∴ = 2V 이다.
따라서 병렬저항 회로 외의 직렬로 연결된 저항 5㏀ 에 걸리는 전압은 3V가 된다.
에 흐르는 전류를 구하면 = 2V/5k= 0.4mA
에 흐르는 전류를 구하면 = 2V/10k= 0.2mA이다.
④ 3의 값을 정리하면
전체 저항 값 : ㏀
전체 전류가 흐르는 값 : 0.6
병렬 연결 5㏀에 흐르는 전압 : 2
병렬 연결 10㏀에 흐르는 전압 : 2
직렬 연결 5㏀에 흐르는 전압 : 3
병렬 연결 5㏀에 흐르는 전류 : 0.4
병렬 연결 10㏀에 흐르는 전류 : 0.2
직렬 연결 5㏀에 흐르는 전류 : 0.5
3.5 교류전원을 사용하는 DMM에서 DMM의 COM 단자와 플러그(plug)의 접지단자 사이의 저항을 측정하면 얼마가 되겠는가?
▶ COM 단자와 접지단자는 서로 연결되어 있지 않기 때문에 저항이 측정되지 않고 에러메시지가 뜨게 될 것이다. 또는 접지선이 존재한다면 측정시 저항은 0(Ω)이 될 것이다.

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