8.電流測定 | 電気電子の基礎講座

みなさんこんにちは！

計測に必要な電気・電子の基礎講座へようこそ。

前回は、電圧測定を行いました。

今回は、電流測定の実践編になります。

もしも並行して測定を行う場合、感電や事故などには十分注意しましょう。

それでは、始めます。

測定の実践

電圧測定に続いて、電流を測定をしてみましょう。

測定方法がよくわからない方や、お手元に機材のない方はこの項目を飛ばしても大丈夫です。

では、やっていきましょう。

0.2Vの電圧源に、1Ωの抵抗が2本直列に繋がっています。
片方の抵抗を抵抗Rとしましょう。
回路には電流が流れています。その電流を測定してみましょう。

電流の測定方法

電流を測定する方法を説明します。

抵抗Rに流れる電流を測定するには、電流計を抵抗Rに直列に接続します。

抵抗Rに流れる電流をアナログ電流計で測定するときと、デジタル電流計で測定するときで違いはあるでしょうか？

電流計に生じる電圧は0Vではありません。電流計自体も抵抗器と考えられますから、電流計を繋ぐと回路が変わります。そのため、測定誤差が生じます。

電流計に生じる電圧はなるべく小さい方が、測定値への影響は少なくなります。

機器により様々ですが、一般的にアナログ計は電圧が大きく、デジタル計は電圧が小さい、という傾向があります。取扱説明書で確認することが必要です。

ちなみに、多くの電流計は、自らの抵抗に発生した電圧を測定し、オームの法則（I=E/R）により電流としての測定値を得ています。電流測定と言いながらも、実のところ電圧測定をしているのです。

アナログ電流計の仕組み

仮に1mAでフルスケールになるメーター（左図）を用意しましょう。
コイル抵抗は小さいので0Ωと仮定します。このメーターを使って100mAでフルスケールとなる電流計を作るには、メーターと並列に抵抗を接続すればよいのです。
ここでは0.6Ωにしましょう。
100mAが流れた時に、0.6Ωには60mVが発生します。その電圧で1mAをメーターに流すには60Ωの抵抗が必要です（中図）。
内部抵抗が0Ωの理想電流計記号を用いた等価回路図は理想電流計に0.6Ωが直列に接続されます（右図）

この例題では１００ミリアンペアを流すつもりでしたが、０．６オームの影響で約７７ミリアンペアしか流れません。
電流計の内部抵抗０．６オームをさらに小さくするには、フルスケール電流がもっと小さいメーターが必要です。
すなわち、アナログ電圧計のときと同じく、内部抵抗がゼロオームの電流計は実現不可能なのです。