교류와 직류에서의 대전류 측정 방법

전기회로에서의 전류 측정은 교류와 직류에서의 방법이 서로 다르다. 

직류 전류를 측정하려면, 전류가 통하는 전선 중간에 작은 저항을 삽입해서 이 저항의 양단에 걸리는 전압을 측정하는 방법을 통해서 전류를 잰다. 

여기에 사용되는 저항을 션트 저항이라고 부른다. 

용량이 작은 전류계인 경우 션트 저항이 내장되어 있기도 하지만, 용량이 큰 전류계는 션트 저항을 전류계의 외부에 설치한다. 

위의 사진은 션트 저항이라고 불리는 전류 측정용 저항이다. 

션트 저항의 위쪽을 보면 300A 에 50mV 라는 표시가 있다. 즉, 이 션트 저항은 300A 가 흘렀을 때, 이 저항의 양단에 50mV 의 전압이 나타나게 되며, 이 전압은 옴의 법칙에 따라서 흐르는 전류에 비례하게 된다. 

션트 저항에는 총 4개의 단자가 있게 되며, 2개의 큰 단자는 부하전류가 흐르는 단자이고, 2개의 작은 단자는 전류계(실제로는 전압계)에 연결된다. 

위의 사진은 션트 저항에 연결된 전류계의 사진이다. A 아래의 직선은 직류를 측정하는 계기라는 의미이고, 1.5라고 된 숫자는 이 전류계의 정확도를 나타낸다. 1.5 이므로 ±1.5% 정확도를 가진 전류계라고 할 수 있다. 그 옆의 기호는 가동코일형 계기임을 나타내는 기호이며, 맨 마지막  ┻ 는 수직으로 세워서 사용하라는 의미이다. 

직류 전류계라고 표시되어 있지만, 사실 이것은 50mV 를 측정할 수 있는 전압계이다. 

DC 전류를 측정하므로 극성을 잘 맞춰서 연결해야 한다. 

교류에서의 전류 측정은, 5A 이하의 작은 전류는 가동철편형 계기를 이용하여 직접 측정하지만, 5A 가 넘는 전류는 전류 측정용 변압기 (Current Transformer, CT)를 이용하여 측정한다.

CT 의 형태는 여러가지가 있지만, 아래 사진에 등장하는 것은 변류비를 조절할 수 있는 CT 이다. 

변압기의 1차와 2차 측의 전류비는, 권수비에 반비례한다는 것을 이용한 것이다. 

마치 도넛처럼 구멍이 뚫려 있는 CT 는, 전선을 감는 횟수에 따라서 변류비가 바뀌게 된다. 

CT에 전선을 감는 횟수의 기준은, CT 의 중심부를 전선이 몇 번 통과하느냐 이다. 

위의 사진에 등장한 CT 는 부하전류가 흐르는 전선이 가운데 부분을 관통하는 횟수가 5회가 되므로(CT 에 나와있는 표에 의해) 20:5 의 배율을 갖는 CT가 되었다. 

하지만 정밀한 측정을 위한 CT 는 전선을 감는 위치에 따라서도 정확도가 달라지므로 배율이 고정되어 있다. (감는 방식이 아니다.)

 

위의 전류계는 사진의 CT와 같이 연결된 전류계이다. 최대 눈금은 20 이지만 그 이상의 전류를 측정할 수도 있도록 되어있다. 

A 아래쪽의 물결 표시는 교류전류를 측정할 수 있는 계기라는 뜻이고, 아래쪽에 W 가 옆으로 누운 기호는 가동철편형 계기임을 나타내는 기호이다. ┻ 는 직류전류계와 마찬가지로, 수직으로 세워서 측정을 해야 한다는 의미이다. class 2.5 라는 표시는 정확도가 ±2.5% 라는 뜻이다. 

C.T. 20/5A 는 CT 배율이 20:5 인 곳에 사용하라는 의미로, 이 전류계는 원래 5A 까지 측정할 수 있는 계기지만, CT를 이용하여 20A 까지 측정이 가능한 전류계가 되었다. 

LINE VOLT 500V 는 이 전류계가 연결된 회로의 대지전압이 500V 이하여야 한다는 의미이다. 

대용량의 전류를 잴 수 있는 장치는 쉽게 구하기 어려우므로, 정밀한 저항이나 CT 가 있다면 큰 전류를 잴 때 유용하게 사용할 수 있다.