[기초정보공학실험] 멀티미터(Multimeter) 사용법 - 멀티미터의 구동원리를 살펴보고, 멀티미터를 사용하여 직류전압, 교류전압, 직류전류 및 저항을 측정하는 방법과 저항의 색채 기호 읽는 방법 이해

목차

실험1. 멀티미터 사용법

1.목적

2.이론
1)멀티미터란?
2) 사용법

4.사용기구

5.예비보고사항

6.결과보고사항

7.비고 및 고찰

본문내용

이론값(mA)
측정전류
(mA)
상대오차
0
0
12K
2.5
0.78
0.76
68K
2.5
0.17
0.15
4.7K
2.5
1.5
1.48
3.3K
2.5
1.82
1.76
47K
2.5
0.24
0.25
470
25
3.18
3.0
56K
2.5
0.20
0.18
200K
2.5
0.06
0.07
10K
2.5
0.9
0.9
0%
100
25
3.53
3.05
100K
2.5
0.12
0.12
0%
(4)표4에서, 각각 색채 기호를 읽어서 저항치를 기록하고, 또 측정에 의한 저항치를 구하여 기록하라.
배율기 : Auto
저항번호
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
색
채
기
호
1
갈
청
황
주
노
노
초
빨
갈
갈
갈
2
적
백
자
주
보
보
파
흑
흑
흑
흑
3
주
주
적
빨
주
갈
주
노
주
갈
노
4
금
금
금
금
금
금
금
금
금
금
금
저항치A
12K
68K
4.7K
3.3K
47K
470
56K
200K
10K
100
100K
오차
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
±5%
배율기
Auto
저항치B
12.01K
69.1K
4.7K
3.32K
46.8K
460
55.5
199
9.86
100
100.5
색채기호
측정값
상대오차
12K
12.01K
68K
69.1K
4.7K
4.7K
0%
3.3K
3.32K
47K
46.8K
470
460
56K
55.5K
200K
199K
10K
9.86K
100
100
0%
100K
100.5K
(5)색채 기호와 측정에 의한 저항치의 비교
(6)이상의 측정실험을 미루어 교류전류계(AC mA)에 의한 교류전류의 측정 방법을 기술하라.
전류계
xV
Generator sin파 발생
= x V.AC
과 에 흐르는 전류는 같다.
∴전체 I를 구하면 에 흐르는 I를 측정할 수 있다.
7.비고 및 고찰
이번 실험은 멀티미터의 구동원리를 살펴보고, 멀티미터를 사용하여 직류전압, 교류전압, 직류전류 및 저항을 측정하는 방법과 저항의 색채 기호(Color Code)를 읽는 방법을 이해해보는 실험이었다.
이번 실험을 통해 전압, 전류, 저항의 개념을 한번 더 이해할 수 있었고 디지털 멀티미터의 사용법을 익힐 수 있었다. 또한 저항의 색채를 통해 저항값 판독법을 익힐 수 있었다.
또한 이러한 측정을 통해 옴의 법칙 및 키르키호프의 법칙을 검증할 수 있었다.
실험을 하면서 전압계는 병렬로 전류계는 직렬로 연결하여 측정하였는데 그 이유는 다음과 같다. 전압계는 내부저항이 대단히 크기 때문에, 회로에 연결될 경우 전압계에 흐흐는 전류는 무시될 수 있다. 따라서 전압계는 보통회로에 병렬로 연결하여 사용한다. 그러나, 전류계는 내부저항이 대단히 작기 때문에 회로에 연결될 경우, 전압강하가 전혀 없으므로, 전류의 흐름에 영향을 주지 않는다. 따라서 전류계는 보통 회로에 직렬로 연결하게 된다.
실험을 하면서 측정할 때 기계적 노후(?)에 의해서도 오차가 나지만 자료를 찾아본 결과 측정 법에도 문제가 있었던 것도 오차가 난 이유라고 생각한다. 즉, 저항값을 측정할 때 이때의 저항은 반드시 독립된 저항이어야만 하는데 측정도중 손가락으로 저항 양단에서 나오는 금속 도선을 잡아서 내 몸을 통하여도 전류가 흘러 저항과 내가 병렬로 연결된 효과가 측정되어 정확한 값을 측정할 수 없게 되었다. 따라서 전압과 전류를 측정할 때도 약간의 오차원인은 이에 있다고 추측할 수 있다.
Analog Multimeter에서 전압계 및 전류계의 눈금 스케일은 좌우 대칭인데 반하여 저항계의 눈금은 비선형적으로 만들어져 있다. 즉 스케일의 중앙에서 오른쪽은 수치를 세밀하게 읽도록 되어 있으나, 왼쪽은 눈금의 간격이 넓고 부정확하다. 따라서 Analog Multimeter로 저항을 측정할 때에는 중앙에서 오른쪽의 눈금을 이용할 수 있는 레인지를 선택할 때 정밀하게 측정할 수 있다. 전기 저항 측정시 레인지 선택이 중요한 이유는 이에 따른 것이다. 하지만 우리가 한 실험에서는 Digital Multimeter를 사용했기 때문에 레인지 선택에는 문제가 없었다.
(1)전압, 전류, 저항의 개념
전류 I는 전하 Q가 주어진 점을 통과할 때 시간에 대한 변화율로 정의된다.
그리고 전압 E는 단위 전하를 한 곳에서 다른 곳으로 이동시키는데 필요한 에너지 즉, 단위 전하당 한 일을 나타낸다.
전기적인 힘은 이 두 양에 의해서만 결정되는데, 쉽게 이해하려면 전압은 전기적인 힘의 높이고, 전류는 전기적인 힘의 양이라고 할 수 있다. 그리고 이 두가지 양의 곱으로 전기적인 힘을 나타내는데, 전류와 전압의 곱을 전력 P이라고 한다.
저항 R은 전류를 흐르지 못하게 하는 성질이다.
이값은 물체의 길이 L에 비례하며 단면적 A에 반비례하는 양이다.
전류의 원인이 되는 자유전자가 물질을 통해 움직일 때 얼마나 충돌에 의한 저항이 큰가에 따라 물질마다 고유저항률 ρ을 갖고 있으며, 도체는 그 값이 낮고 절연체는 그 값이 매우 높아서 그 안에서 전류가 흐르지 못하게 한다.
또한 저항은 회로내에서 전력을 소비하는 역할을 한다. 그래서 넓은 의미로 볼 때 우리가 아는 모든 가전기구도 일종의 저항이라고 볼 수 있다.
전력을 저항의 식으로 다음과 같은 관계를 가진다.
저항은 옴의 법칙으로 볼 때 전류를 작게하는 반면 전압을 높이는 역할을 하므로 식의 표현에 따라 전력에는 다르게 나타난다.
(2)직류전류 측정시 Digital Multimeter가 작동하지 않아 Analog Multimeter를 이용해 측정하였다.
DVM이 작동하지 않았던 이유 : 전 사용자의 실수로 전류 측정 휴즈가 나가 작동하지
않은 것으로 예상할 수 있다.
(3)Analog Multimeter 측정시 range 선택 방법
예상되는 측정값 범위 내를 range로 잡는다.
참고 서적 : 멀티미터(테스터)의 이용방법
대학물리 실험
참고사이트 : 연세대학교 물리학과 http://phya.yonsei.ac.kr
포항공대 일반 물리학 실험 http://www-ph.postech.ac.kr
서울대학교 물리학과 http://phya.snu.ac.kr/
강남대학교 전자공학과 http://ee.kangnam.ac.kr/

키워드

기초정보공학실험,   멀티미터,   사용법,   전압,   전류