전압계
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전압계(voltmeter)는 회로의 두 점 사이 전압(전위차)을 재는 계기로, 측정하려는 부분에 병렬로 연결한다.
전압계는 측정 대상과 병렬로 붙으므로, 계기로 흘러 들어가는 전류가 적을수록 회로를 덜 건드린다. 그래서 내부 저항(입력 임피던스)이 클수록 좋은 전압계다. 반대로 전류계는 직렬로 넣으므로 내부 저항이 작아야 한다. 재려는 전압이 직류인지, 교류라면 주파수가 얼마인지에 따라 알맞은 동작 원리가 다르다.
| 종류 | 원리 | 쓰는 곳 |
|---|---|---|
| 가동 코일형 | 영구 자석 안의 코일에 흐르는 전류로 바늘을 돌린다. 평균값에 반응 | 직류 전용. 감도와 정확도가 높다 |
| 가동 철편형 | 코일 자계가 철편을 끌어당기거나 밀어낸다. 실효값에 반응 | 상용 주파수 교류(직류도 가능), 구조가 튼튼하다 |
| 정류형 | 다이오드로 정류한 뒤 가동 코일형으로 읽는다 | 상용~가청 주파수 교류. 테스터(회로 시험기)의 교류 전압 범위 |
| 열전형 | 전류가 열선을 데우고 열전대가 그 온도를 기전력으로 바꾼다 | 고주파 교류, 파형에 관계없이 실효값 |
| 정전형 | 두 전극 사이 정전기력으로 움직인다. 전류가 거의 흐르지 않는다 | 고전압 |
| 전자 전압계 (VTVM) | 증폭 소자로 신호를 증폭한 뒤 지시계를 움직인다 | 가청 주파수·고주파 교류 전압, 미소 전압 |
VTVM(Vacuum Tube Voltmeter, 진공관 전압계)은 진공관 증폭 회로를 앞에 둔 전자 전압계다. 지금은 트랜지스터(FET)를 쓴 TVM·FET 전압계와 디지털 전압계로 바뀌었지만 원리는 같다.
- 입력 임피던스가 매우 커서 측정 회로에 부담을 거의 주지 않는다
- 증폭기를 거치므로 작은 전압도 읽을 수 있고, 넓은 주파수 범위(가청 주파수부터 고주파까지)에서 쓸 수 있다
- 그래서 증폭기의 가청 주파수 전압이나 무선 기기의 고주파 신호 전압을 잴 때 쓴다. 가동 코일형은 직류용이라 교류를 그대로 읽지 못한다
| 계기 | 재는 것 |
|---|---|
| 전위차계(potentiometer) | 표준 전지와 비교해 직류 전압·기전력을 정밀하게 잰다(영위법). 전류를 흘리지 않고 재므로 정밀하지만 교류 가청 주파수 측정용이 아니다 |
| 메거(Megger, 절연 저항계) | 높은 직류 전압(500V·1000V 등)을 걸어 절연 저항을 MΩ 단위로 잰다 |
| 전류계 | 회로에 직렬로 넣어 전류를 잰다 |
| 오실로스코프 | 전압의 파형을 시간축으로 보여 준다 |