전기설비에서 전류계와 전압계를 회로에 연결하는 방법이 서로 다른 이유는 무엇인가요?

Question

전기 측정을 공부하다 보니 전류계는 부하와 직렬로 연결하고 전압계는 부하와 병렬로 연결한다고 배웠습니다. 둘 다 전기량을 측정하는 계기인데 왜 연결방법이 서로 다른지 궁금합니다. 실제 현장에서 잘못 연결하면 어떤 문제가 발생할 수 있는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 전류계와 전압계의 연결방법이 다른이유는 측정하려는 대상자체가 다르기 때문입니다.

전류계는 부하에 실제로 흐르는 전류를 측정해야 하므로 부하와 직렬로 연결합니다. 또한 전류계 내부저항은 매우 작게 만들어집니다. 그래야 계기를 연결해도 원래 회로의 전류에 영향을 거의 주지 않습니다.

반대로 전압계는 부하의 양단에 걸리는 전위차를 측정해야 하므로 부하와 병렬로 연결합니다. 전압계는 내부저항을 매우 크게 만들어 계기로 흐르는 전류를 최소화합니다.

잘못 연결하면 위험할 수 있습니다. 특히 전류계를 전원에 병렬로 연결하면 내부저항이 매우 작기 때문에 거의 단락과 같은 상태가 되어 큰 전류가 흐르고, 계기 퓨즈가 끊어지거나 계기가 손상될 수 있습니다. 반대로 전압계를 직렬로 연결하면 내부저항이 커서 회로 전류가 거의 흐르지 않아 설비가 정상적으로 동작하지 않을 수 있습니다.

현장에서는 전류가 큰 회로의 경우 전류계를 직접 직렬 연결하기보다 CT(변류기)를 통해 측정하는 경우가 많습니다.

즉, 전류계는 ‘지나가는 전류’를 재기 때문에 직렬, 전압계는 ‘두 지점의 전압차’를 재기 때문에 병렬로 연결한다고 이해하면 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

전류계와 전압계는 측정하려는 대상이랑 계기 내부의 저항구조가 완전하게 다르기 때문이죠. 왜냐하면은 전류계는 흐르는 물의 양을 재듯이 전기가 통과해야만 합니다. 그래서 직렬로 잇고, 내부저항을 거의 0으로 만들게 되죠. 그렇지만 전압계는 수압을 재듯이 걸린 높이차만 측정하게 됩니다. 그래서 병렬로 연결하고 내부의 저항을 크게 만드는 거죠.

만약에 현장에서 이걸 반대로 연결하게 되면은 사고가 터질 겁니다. 저항이 0에 가까운 전류계를 병렬로 꽂으면 단락이 일어나서 계기가 폭발하거나 차단기가 떨이지기 때문이구요. 그리고 젛아이 엄청 큰 전압계를 직렬로 꽂으면 전기가 차단되서 부하가 동작하지 않게 되니깐, 꼭 구분해서 연결하는게 중요합니다.

Answer 3

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

전류걔는 흘러가는 전기의 양을 세기위해 직렬로 연결하고 전압계는 두 지점 사이의 전기적 압력 차이를 비교하기 위해 양끝에 병렬로 연결합니다

반대로 연결한다면 내부 저항 차이 때문에 전류계를 병렬로 댈 경우 큰 전류가 흘러 기기가 상하거나 합선 사고가 나고 전압계를 직렬로 댈 경우 전기가 거의 통하지않아 부하가 동작하지않게 됩니다

Answer 4

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

전류계는 측정하려는 회로에 실제로 흐르는 전류를 측정해야 하므로 부하와 직렬로 연결합니다. 반면 전압계는 두 지점 사이의 전위차를 측정해야 하므로 측정 대상에 병렬로 연결합니다. 전류계는 내부저항이 매우 작고 전압계는 매우 크도록 만들어져 있습니다. 따라서 전류계를 전원에 직접 병렬로 연결하면 큰 전류가 흘러 계기나 회로가 손상될 수 있습니다. 현장에서는 측정 대상과 계기의 연결방식을 반드시 확인해야 합니다.