전류계란?
전류계(영어: ammeter)는 전류의 크기를 측정하기 위한 전기 계측기입니다. 내부 전기 저항의 작은 측정기이며, 측정할 부분의 회로를 분리하고 그 사이에 전류계를 직렬로 연결합니다. 전류계 내부에는 회로에 저저항이 삽입되어 있으며, 그 저항의 양단 전압을 측정하여 전류 값으로 환산합니다.
큰 전류를 측정할 때는 분류기 또는 변류기를 사용합니다. 전류계는 크게 직류 전류계와 교류 전류계로 나뉜다. 전류계의 표시 형식에는 지침으로 읽는 아날로그 방식과 디지털 표시 방식이 있습니다.
산업용에서는 멀티미터나 클램프미터보다 정확도가 높고 미세한 전류를 측정할 수 있는 전류계가 활용되고 있습니다.
전류계의 사용 용도
전류계는 전기를 사용하는 곳에서 실험실적으로 정밀하게 측정하는 경우와 제어반 등에 모니터로 전류계를 고정하는 경우가 있습니다. 또한 간단하게 테스터를 사용하여 전류를 체크하는 경우도 있습니다. 멀티미터나 클램프 미터 등에 있는 전류계를 사용하여 주택이나 건축물의 배전, 송전 확인에 사용되고 있습니다.
자동차 계기판에 직류 전류계가 장착된 것이 있다. 양극이면 배터리가 충전 중이고, 음극이면 배터리가 방전되고 있음을 알 수 있습니다. 공장 설비, 건축물, 발전 설비 등의 배전반에 전류계를 설치하는 것이 일반적이다. 학교의 과학 실험에서는 전류를 측정하는 방법을 가르친다. 실험실에서는 전류를 정밀하게 측정하는 경우가 많습니다.
또한 미세한 전류로 도금이나 표면처리 시에는 미세한 전류의 측정이 필요하기 때문에 미세 전류계나 적산 전류계가 활용되고 있습니다.
전류계의 원리
전류계는 회로에 직렬로 연결하여 사용합니다. 바늘로 표시하는 아날로그식 전류계는 내부 코일에 흐르는 전류에 의해 받는 자기장의 변화에 따라 영구 자석의 바늘이 움직여 전류 값을 가리키는 방식으로 측정합니다. 직류 전류계는 이동식 코일형이며, 영구 자석과 코일로 구성된다. 큰 전류를 측정할 때는 전류의 일부분을 빼내어 측정하기 위해 분류기를 사용합니다.
교류용 전류계는 주로 이동식 철편형 계측기가 사용되며, 45~65Hz 정도의 상용 주파수를 측정하는 데 사용됩니다. 전류를 측정할 때 연결 단자 부분의 전압 강하 및 발열과 자기장 발생으로 인한 지시 오차 등이 발생합니다. 일정보다 큰 전류를 측정하면 오차가 커집니다. 전류의 측정 정확도를 높이기 위해 직류에서는 변류기가, 교류에서는 계측용 변류기가 사용됩니다.
디지털 표시 전류계는 분류기, 전류 감지 저항기, 교류 전류 센서 등을 사용합니다. 그리고 양단의 미세 전압을 디지털화하여 전류 측정값으로 사용합니다. 또한, 도금 현장 등에서는 적산 전류계를 사용하는 방법이 사용되고 있습니다. 일정 시간 동안 흐르는 전류를 적산하여 측정할 수 있습니다.
전류계의 기타 정보
1. 전류계의 사용방법과 주의점
전류계는 회로 내 특정 지점에 흐르는 전류를 측정하는 측정기입니다. 내부 저항이 낮아 회로에 흐르는 전류에 영향을 주지 않도록 만들어져 있습니다. 전류계를 연결할 때는 전류를 측정하고자 하는 회로에 전류계를 직렬로 연결한다. 회로의 전위가 높은 쪽을 전류계의 +쪽에 연결하고, 회로의 전위가 낮은 쪽을 전류계의 -쪽에 연결합니다.
전류계의 -측 단자는 일반적으로 여러 개가 있습니다. 측정 범위를 알고 있는 경우 적절한 범위를 선택하지만, 모르는 경우 큰 범위에서 시작하여 적절한 범위까지 떨어뜨립니다. 작은 범위에서 측정하면 범위보다 큰 전류가 흐를 때 전류계가 파손될 수 있기 때문입니다. 또한, 전류계는 내부적으로 퓨즈로 보호되어 있는 것도 있습니다.
비슷한 계측기에 전압계가 있습니다. 전압계는 회로에 병렬로 연결하여 두 지점 사이의 전압을 측정합니다. 전류계로 전압을 측정하는 방식으로 연결하면 전원을 단락시키는 것과 같기 때문에 매우 위험하기 때문에 주의해야 합니다.
2. 멀티미터
멀티미터 또는 테스터라는 편리한 계측기가 있습니다. 전류뿐만 아니라 교류, 직류에 관계없이 전류, 전압, 저항 등 기본적인 전기적 특성을 측정할 수 있습니다. 디지털식과 아날로그식이 있습니다. 주로 핸디형으로 휴대하고 다니면서 간편하게 사용할 수 있습니다.
전류는 계측기 내부에 있는 미세 저항의 양단 전압을 측정하여 전류로 환산하여 표시합니다. 직류 전압은 두 개의 프로브 사이의 전압을 증폭 또는 감쇠기를 통해 감쇠시켜 전압을 표시합니다. 교류 전압은 정류 회로를 통해 교류 전압을 직류 전압으로 변환하여 전압을 표시합니다.