저항계란?
저항계는 전기 회로의 저항값을 측정하기 위한 계측기입니다.
전자공학이나 전기 작업에서 없어서는 안 될 측정 기구 중 하나이며, 다양한 정밀도와 범위의 제품이 존재한다. 옴미터(영어: ohmmeter)라고도 합니다. 옴의 법칙을 이용하여 저항값을 측정하기 때문입니다.
일반적인 저항계 외에도 여러 종류가 있는데, mΩ 이하의 저항값에 특화된 것을 저저항계(밀리옴미터), 절연체의 저항값을 조사하는 것을 절연저항계, 접지된 도체와 대지 사이의 저항값을 측정하는 것을 접지저항계라고 합니다. 회로 등의 저항값을 조사할 때 간이 테스터를 사용하기도 하지만, 개발이나 제조 현장에서는 정밀도가 높은 저항계가 요구됩니다.
저항계의 사용 용도
저항계는 전기 회로의 저항값을 측정하는 데 사용되는 계측 기구입니다. 다음은 저항계의 사용 용도의 일례입니다.
1. 고장 부위 파악
전기회로의 고장 부위 파악에 도움이 됩니다. 전기회로의 각 부분의 저항값을 측정하여 정상 범위에서 벗어난 부분을 파악할 수 있습니다. 이처럼 전기회로의 유지보수 및 보안에 필수적인 측정 기기입니다.
2. 회로 설계 및 전기기기 개발
회로 설계에도 사용됩니다. 회로를 설계할 때 소자의 정확한 저항값 측정이 필요합니다. 저항계 중에는 기본 정밀도 0.02%, 분해능 1µΩ과 같은 고정밀 제품도 존재하며, 이러한 저항계를 이용하여 전자기기 설계 및 제조, 품질관리 등을 수행합니다.
또한, 전기기기 개발에도 중요한 역할을 합니다. 제품으로서의 전기기기 역시 정확한 저항값이 필요하며, 저항계로 전기기기 내부의 저항값을 측정하여 개발합니다.
3. 연구개발 및 교육
기초소재 연구개발 분야에서도 사용됩니다. 저항계를 사용하여 재료와 회로의 특성을 조사합니다. 교육용으로도 사용되는데, 전기공학이나 전자공학을 배울 때 저항계를 사용하여 회로를 측정합니다. 이를 통해 학생들은 회로의 특성과 저항값을 측정하는 방법을 이해하게 됩니다.
저항계의 원리
저항계는 옴의 법칙을 사용하여 저항을 측정합니다. 옴의 법칙은 전류와 전압의 비율인 저항값이 일정하다는 것을 나타내는 법칙입니다. 이 법칙을 통해 회로의 저항 값을 구할 수 있습니다.
저항계 내부에는 전원 공급 장치와 측정 회로가 내장되어 있습니다. 측정용 전원은 일반적으로 배터리나 AC 어댑터에서 공급됩니다. 또한 측정 회로에는 측정 대상의 회로 전류를 감지하는 암페어미터와 회로의 전압을 측정하는 볼트미터가 내장되어 있습니다.
대부분의 정밀 저항계는 접촉식 4탐침 방식으로 측정하는데, 4개 중 2개는 대상에 일정한 전류를 흐르게 하고 나머지 2개는 볼트미터로 전압을 측정합니다. 일정한 전류가 흐를 때 발생하는 전압을 측정함으로써 옴의 법칙에 따라 저항값을 구할 수 있습니다.
간이 테스터에서는 가격이 저렴하고 구조가 간단한 2단자 방식을 사용하며, 4단자 방식은 측정 리드의 저항이나 접촉 저항의 영향을 받지 않기 때문에 2단자 방식에 비해 정확한 저항값을 측정할 수 있습니다.
저항계의 종류
저항계는 용도 등에 따라 다양한 종류가 판매되고 있습니다. 다음은 저항계의 종류 중 일부입니다.
1. 아날로그식 저항계
아날로그식 저항계는 아날로그 바늘로 저항값을 표시하는 저항계입니다. 회로에 흐르는 전류에 따라 바늘이 진동하여 저항값을 나타낸다. 비교적 저렴한 것이 특징이지만, 측정 대상 회로의 저항 범위에 따라 적절한 범위를 선택해 사용해야 합니다.
2. 디지털 저항계
디지털식 저항계는 7개의 세그먼트 표시로 저항값을 표시하는 저항계입니다. 고정밀 측정이 가능하며, 범위 자동 전환 기능이 있는 경우가 많다. 전압 측정 기능이나 전류 측정 기능을 가진 테스터 등도 디지털 저항계의 일부입니다.
3. 클램프식 저항계
클램프를 끼워 회로 주변에 자기장을 발생시켜 저항값을 측정하는 저항계입니다. 측정 대상 회로에 접촉하지 않고 측정할 수 있다는 장점이 있습니다. 접지 저항계로 많이 사용됩니다.
4. 절연 저항계
절연 상태를 진단하기 위한 저항계입니다. 한쪽 단자를 접지하고 고전압을 인가하여 누설되는 전류를 측정하여 절연 저항을 측정합니다. 계통의 전압에 맞춰 DC1,000V 정도의 고전압을 인가할 수 있는 절연저항계도 판매되고 있습니다. 생산 현장의 유지보수에 널리 사용되는 저항계입니다.