【第2種電気工事士】取得解説 Vol.5 筆記編3 計器の接続について

今回は電圧計、電流計、電力計について特徴や接続方法を解説していきます。

それぞれ接続方法が異なります。特徴を理解することにより接続方法を覚えやすくなります。

試験では接続についての問題が出題されますので、この機会にしっかり理解しておきましょう。

導入編や以前の記事を読まれていない方は、まずはそちらの記事をご覧ください。

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目次

計器の特徴と接続方法

代表的な計器は、電圧計、電流計、電力計があります。

計器を回路に接続して測定するとき、『計器を接続したことにより本来の状態に影響を及ぼさない』ようになっています。

例えば、電流計を電気回路に入れたことにより、本来10 [ A ] 流れるものが5 [ A ]しか流れなくなってしまったら測定する意味がなくなってしまいます。

この事をふまえながら読んでいただければ、より理解が深まると思います。

電圧計

電圧計は電源や機器などの測定部位に対し並列に接続して使います。

前回、並列接続の場合は電圧は同じ分だけかかる事を説明しましたが、これがミソです。

上図では、R1と電圧計が並列に接続されており、R1にかかる電圧V1と電圧計にかかる電圧V2は同じになります。

電圧計は内部抵抗が極めて大きく作られており、殆どの電流は電圧計には流れずにR1に流れます。
ですので、電圧計をこの回路に入れる事による回路への影響はありません。
(厳密には極めて少しだけありますが通常は無視してOKです。)

電流計

電流計は電源や機器などの測定部位に対し直列に接続して使います。

前回、直列接続の場合は電流は同じ量流れる事を説明しましたが、これがミソです。

上図では、R1と電流計が直列に接続されており、R1に流れる電流Iと電流計にかかる電流Iは同じになります。

電流計は内部抵抗が極めて小さく作られており、電流計での電圧降下は極めて少ないです。
ですので、電流計をこの回路に入れる事による回路への影響はありません。
(厳密には極めて少しだけありますが通常は無視してOKです。)

電力計

電力計電圧計と電流計の合わせ技になります。つまり、直列と並列の要素を接続します。

電力計の接続は試験にも出ますので、『測定箇所に対して電圧(並列)と電流(直列)を接続する』としっかり覚えておきましょう。

電力計の内部について、下図のイメージを頭の片隅に置いておくと良いと思います。

計器取扱の注意事項

試験とは直接関係ありませんが、計器を取り扱う上で注意すべき点について説明します。

実際の現場では、『指差呼唱』(指をさして声に出して機器名称や動作を言うこと)を行うと良いと思います。

要素を確認する

測定対象が電圧なのか電流なのかをしっかり確認しましょう。

例えば、電圧を測定しようとして電流計を接続してしまった場合、計器だけではなく回路全体が壊れてしまう可能性が高いです。

仕事上でお客様の機器を壊してしまったりすると大変です。

レンジ(測定範囲の設定)を確認する

測定機器は測定できる範囲が決まっています。例えば、10 [ V ]まで、50 [ V ]まで、250 [ V ]まで、といった具合で分かれており、切り替えのスイッチがあります。

測定箇所の電圧や電流の大きさを予め調べ、適切なレンジで測定するようにしましょう。

例えば、50 [ V ]の電圧が印加される回路で電圧計のレンジが10 [ V ]の場合、電圧計が壊れてしまう可能性があります。
また、回路全体が壊れてしまう可能性があります。

ささやき声を聞こうとして耳を近づけたら大声を出されて鼓膜が損傷した、というイメージです。

測定対象の計測値が計器の最大レンジがの範囲を超えてしまう場合、
電圧計の場合は、電圧計に直列に抵抗を入れたり、電流計の場合は電流計に並列に抵抗を入れる事で、計器の最大レンジを超えて測定する事ができます。
(計器の読み値と抵抗の負担分を計算で算出します。)

アナログテスターとデジタルテスターについて

それぞれ、デジタルのタイプ(数値が表示されるもの)と、アナログのタイプ(針が動いて目盛りで読み取るもの)があります。

どちらも一長一短ありますが、一般的にはデジタルテスターを持っていればOKです。

アナログテスター

アナログテスターは、物理的に針が動き、目盛りを読む事で測定できます。

測定者により読み値の誤差が生じてしまう場合があります。

針の動きを視認できるので、瞬時的な動きを観察するのに向いています。

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