전압 측정 – 전압을 측정하는 방법
전압의 정의
물리학에서 전압은 두 점 사이의 전기적 잠재력 차이를 말합니다. 전압은 V로 표시되며, 전기장 내에서 참조점(a)에서 특정 지점(b)까지 전기적 충전 단위를 이동시키는데 필요한 작업 에너지의 양으로 정의됩니다. ΔV = Va – Vb입니다. 전기적 잠재력의 개념은 전기 현상을 이해하는 데 유용하지만, 실제로 측정 가능한 것은 잠재 에너지의 차이입니다.
전압 측정 방법
이러한 잠재 에너지의 차이는 볼트미터를 사용하여 측정됩니다. 시스템의 접지와 같은 공통 참조 잠재력을 하나의 점으로 사용하는 경우가 많습니다. 전압은 에너지의 원천이거나 에너지의 손실, 소산, 또는 저장을 나타낼 수 있습니다.
볼트미터의 사용
볼트미터는 전기 회로의 두 지점 사이의 전기적 잠재력 차이를 측정하는 데 사용되는 기구입니다. 회로 내의 어떤 두 점 사이의 잠재력 차이를 찾기 위해, 볼트미터의 단자는 그 점들 사이에 전선을 끊거나 자르지 않고 연결됩니다. 볼트미터는 병렬로 연결됩니다. 별도로 전원을 공급받는 것(예: 배터리)과 측정하는 전압 소스 자체에 의해 전원을 공급받는 것 등 다양한 스타일로 제작됩니다. 그 기능은 보통 현대적인 멀티미터에 내장되어 있습니다.
이상적인 볼트미터는 무한한 저항을 가지므로, 회로의 두 점 사이에 연결하더라도 회로의 전류를 변경하지 않습니다. 그러나 실제 볼트미터는 항상 유한한 저항을 가지고 있지만, 회로에 연결했을 때 다른 전류를 눈에 띄게 변경하지 않을 정도로 충분히 큰 저항을 가져야 합니다. 1 μV의 잠재력 차이를 측정할 수 있는 볼트미터가 일반적이며, 10-12까지의 민감도를 달성할 수 있습니다. 디지털 미터는 일반적으로 1% 이상의 높은 정확도로 제작될 수 있으며, 특별히 보정된 시험 기구는 더 높은 정확도를 가집니다.
볼트미터의 상징
회로도에서 볼트미터는 V라는 글자를 원 안에 넣고, 측정의 두 점을 나타내는 두 개의 선이 나오는 형태로 표현됩니다.
볼트미터와 유압 아날로지
유압 아날로지, 또는 전기-유체 아날로지는 유압과 전기 사이의 널리 사용되는 비유로, 회로 작동 방식을 이해하는 데 어려움을 겪는 사람들을 위한 교육 도구로 유용합니다. 전기 전류는 보이지 않으며, 전자기기에서 발생하는 과정들을 시연하기 어렵기 때문에, 다양한 전자 구성 요소들은 유압적 등가물로 표현됩니다. 전압과 전류 사이의 관계는 오옴의 법칙으로 정의됩니다(저항성 기기에서). 오옴의 법칙은 Hagen-Poiseuille 방정식과 유사하며, 두 방정식 모두 각각의 시스템에서 유량과 잠재력 사이의 선형 모델입니다. 전기(뿐만 아니라 열)는 원래 일종의 유체로 이해되었으며, 전류와 같은 특정 전기 양의 이름은 유압적 등가물에서 유래되었습니다. 전압은 호스를 통해 물을 밀어내는 압력 차이와 같습니다. 전압은 볼트(V) 단위로 측정됩니다. 이 모델은 물이 수평으로 흐르므로 중력의 영향을 무시한다고 가정합니다. 따라서 볼트미터는 압력 차이 측정과 동일합니다.
볼트미터의 유형
볼트미터의 다양한 유형은 구성 원리와 측정 유형에 따라 결정됩니다. 그것들은 다음과 같습니다:
- 영구자석 이동 코일 볼트미터 – PMMC
- 이동 철 볼트미터
- 디지털 볼트미터 – DVM
- 전력계
- 정류형 볼트미터
- 유도형 볼트미터
- 정전형 볼트미터
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