전류계와 전압계의 사용 방법

전류(I)의 세기와 전압(V)의 크기를 측정하기 위해 사용하는 도구가 전류계와 전압계인데요, 전기 회로에서는 아래와 같은 기호를 사용합니다. 이 전류계와 전압계를 어떻게 사용하는지 정리를 해보겠습니다. 중학교 2학년 수준에 맞게 작성되었다는 것을 참고하시면 되겠습니다.

 

전기회로에서 전류계와 전압계 기호

 

그리고, 참고로 아래의 저항의 직렬연결과 병렬연결에 대한 글을 먼저 읽어보시면 이해에 도움이 될 수 있습니다.

 

2023.12.11 - [과학] - 저항의 직렬연결과 병렬연결 (Series and Parallel)

저항의 직렬연결과 병렬연결 (Series and Parallel)

 

전류계 연결 방법 (ammeter, amperemeter)

전류계는 저항에 직렬로 연결을 합니다. 전류계는 저항을 통과하는 전하량을 측정하는 것이고, 저항의 직렬연결을 생각해 보면 각각의 저항에 흐르는 전체 전류의 세기가 전체 전류의 세기와 같기 때문에 전류계를 직렬로 연결해야 되는 것을 쉽게 이해할 수 있습니다. 그리고 옴의 법칙을 생각해 보면 I = V / R이죠. 저항이 작으면 전류의 세기가 커집니다. 이와 같이 아주 작은 전류도 감지할 수 있도록 저항이 매우 작기 때문에 전기 회로에서 저항과 병렬로 연결을 하거나 저항이 없는 상태에서 전원 장치나 전지에 바로 연결을 하였을 때 회로에 흐르는 전류의 세기가 매우 크게 되어 전류계가 고장이 날 수도 있습니다.

 

전압계 연결 방법 (voltmeter)

전압계는 저항에 병렬로 연결을 합니다. V = IR에서 알 수 있듯이 전압계는 흐르는 전류를 최소화시키기 위해 저항이 매우 크기 때문에 직렬로 연결을 하게 되면 회로에 전류가 거의 흐르지 않게 됩니다. 그리고 전압계는 저항의 양 끝에 걸리는 전압의 차를 측정하는 것이고, 저항의 병렬연결을 생각해 보면 전체 저항이 각 저항에 걸리는 저항과 동일하므로 전압계를 병렬로 연결하는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것입니다.

 

전류계는 저항에 직렬 연결, 전압계는 저항에 병렬 연결

 

전류계와 전압계의 사용 방법과 눈금 읽기

전류계와 전압계는 (+) 단자와 (-) 단자가 있는데요, 여기서 (+) 단자를 전원 장치나 전지의 (+)극 쪽에, 그리고 (-) 단자는 (-) 극 쪽에 연결을 합니다. 만약에 단자를 전원장치의 극과 반대로 연결하게 되면 바늘이 왼쪽으로 움직이게 되므로 측정이 제대로 안 되겠죠. 바늘이 0의 왼쪽으로 움직였다면 단자를 반대의 극으로 잘못 연결하였구나라고 이해를 하면 됩니다. 물론 왼쪽으로 갈 수 있는 최대치 이내에서 바늘이 눈금을 가리키는 작은 값이면 눈금을 읽을 수가 있겠습니다.

 

그리고 전기 회로에 흐르는 전류의 세기나 전압의 크기를 어림하기 어려운 경우에는 (-) 단자에 있는 값 중 최대치의 단자에 먼저 연결을 하고, 눈금이 너무 낮아 값을 읽을 수 없다면 값이 낮은 단자에 연결하면서 측정을 하면 됩니다.

 

전류계와 전압계의 측정값을 확인할 때 전기 회로에 연결된 (-) 단자에 해당되는 눈금의 값을 읽으면 됩니다.

 

전류계와 전압계에서 (-) 단자에 연결된 값에 해당되는 눈금을 읽는다. 이미지 출처: 비상교육

 

위와 같은 그림에서 보면 전류계는 (-) 단작 500mA에 연결이 되어 있죠. 그러면 500mA에 해당되는 눈금을 읽어주면 되는데, 바늘이 가리키는 값이 300mA, 즉 0.3A가 됩니다. 우측의 전압계에서도 (-) 단자가 3V에 연결되어 있으므로 1.5V로 읽어주면 되겠죠.