電子工作まとめ
tohutokonsome.hatenablog.com
電気のことをあれこれと調べていると、実際のところはどんなもんじゃい！ と気になってくるのが人の性です。
なので、電圧、電流、抵抗を確認することのできる 、テスターを購入して、いろいろとみてみました。
電流の測定に関しては、なんだかしっくりこない結果になってしまいました。
詳しい方がいらっしゃいましたらご指摘いただきたいです。
事前準備
テスターにはアナログ式、デジタル式があります。
アナログ式のほうが正確に計れるみたいですが、一番安かったのがデジタル式だったので、デジタル式にしちゃいました。
お値段は1000円ぐらい。
M830B ポケットデジタルマルチメーター
また、テスターを使用する際には、ブレッドボード経由で確認することになるので こちらのクリップを購入するほうがよさそうです。
お値段は300円くらいでした。
というのは、テスターの先端の先は細くとがっているのですが
ブレッドボードの穴に刺すには太すぎます。
ですので、以下のように、オス-オスのジャンパー線をクリップに刺して
鰐口側でテスター先端部分をつまむようにすると、いい感じになります。
使い方
この解説、同じものを買った人だけにしか役に立たない気がして正直どうかと思ったけれども、書いておく。
というのも付属の説明書読んでもいまいちわからなかった。
さらにいえば、自分が書いたものがあってるのかということさえ怪しい。
とりあえず、赤いテストリード線(プラス)、 黒いテストリード線(マイナス)を
写真の位置に刺す。
※奥深くまで以外に刺さった。
調べたいものに対応する形で、つまみの位置を動かす。
V~部分は交流電圧を図るためのものらしい。
また、交流電流は計測できないみたい。
おそらく、ともに使わない気がする。
緑で囲った部分だけれども、200mA以上の電流を計測する場合に使う。
赤いテストリード線も刺す位置が緑で囲った赤い穴に挿して、ツマミも10Aのところにすればよい。
電圧を測定してみる
さっそく、乾電池1本の電圧を測ってみる。
乾電池はおよそ1.5Vといわれているので、ツマミを直流電圧の2000mに合わせる。
この2000mというのは2000mV、つまり2Vまで計測できて、かつ計測単位は1mVだぜっていうツマミみたい。
出てきた数字は、1465mV、つまりおよそ1.5Vとなり、うまくできていることがわかる。
試しに、ブレッドボードを使わないでやってみたが、こちらも同じ結果となった。
抵抗を測定してみる
茶黒赤金の1000Ωのカーボン抵抗の抵抗をテスターで測ってみます。
1000Ωの抵抗なので、ツマミを2000Ωのところにしてみたところ
997Ωが表示されました。
こちらも問題なさそうです。
※当初、茶黒茶金の100Ωの抵抗を繋いでいて、単位がぜんぜんわからないと 嘆いていたことは内緒です。
電流を測定してみる
一番シンプルに、抵抗がまったくない、という想定で電流を測ってみることにしました。
つまり、1.5Vの乾電池で直接、電流を測ってみます。
オームの法則をもとに考えれば、流れる電流(A) は 電圧(V) / 抵抗(Ω)で求めることができます。
と、ここでふとした疑問がわきます。
抵抗がない、というのは0Ωなのか、1Ωなのかがわかりませんでした。
ただ、0Ωとすると、0で割ることなってしまいます。
なので、きっと抵抗がないってのは1Ωのことなんだろう、とします。
とすると、1.5Vの電池からは、オームの法則より
1.5V / 1Ω = 1.5A
となり、1.5Aの電流が流れるはずです。
しかし、実際に試してみると、「276」という謎の数字が出ています。
ここでは、200mAを越す電流が流れることを想定して、赤のリード線をそれ専用の穴に挿し、ツマミも10Aのところに設定しています。
この数字が276mAなのか、2760mAなのかもよくわからなかったので
困った時の「ヤフー知恵袋」です。
まず、電圧と電流のを計る時のテスター内部の抵抗値について、正しく認識する必要があります。
単三電池(1.5V)単体では、+と-の電極間に電圧は発生していますが、電流は発生していません。従って、電圧を計るのが正しい測定です。
テスターのスイッチを電圧計にした時には、テスター内部の抵抗値は、比較的大きな値ですので、多くの電流は流れません。単三電池の電圧を測定すれば、ほぼ1.5Vという数値が表示されます。
次に、テスターで電流を測定しようとして、テスターの切り替えスイッチを電流にして電池につないだとすると、電流計になっている時の抵抗値は比較的低い値になっているので、大きな電流が流れます。
276という数値が表示されたということは、おそらく276mAということではないかと思いますが、そうすると、抵抗 = 電圧 ÷ 電流 の関係から、テスター内の抵抗値と電池内部の抵抗値の合計は、5.43Ωということになります。
1.5Vの電池に、5.43Ωの抵抗をつないだことと同じですので、276mAの電流が流れるのは当然です。
回答いただいた内容によりますと、以下のことがわかりました。
- テスターには内部抵抗値が存在している。
- 内部抵抗値は、電圧測定と電流測定とで抵抗値がかわる。
(ツマミを変えることで抵抗値がかわっているのかも？)
- 電池にも内部抵抗が存在している。
特に抵抗が低い場合に、抵抗が大きくなってしまうみたい。
電池の起電力と内部抵抗 ■わかりやすい高校物理の部屋■
再チャレンジ
テスターに内部抵抗が存在しているとして、ブレッドボードに繋いで再計測をしてみました。
しかし、計測される数値はさっきと異なり「1.78」という数値が表示されます。
（そして、時間とともに数値が下がっていきます。)
そもそもの測り方が間違っている気がして仕方がありません。
今度は、100Ωの抵抗を間にいれて、計測してみることにしました。
図にしてみると、以下の通りです。
抵抗をいれて電流を測定したみた図
こちらの予測値としては、オームの法則より
1.5V / 100Ω = 15mA
テスターの内部電圧が5Ωぐらいだとしたら
1.5V / 105Ωv ≒ 14mA
とおよそ、14mA〜15mAと想定できます。
実際の継続結果は、こちらになります。
12.15いう数値になっています。
想定値が20mA以下なので、ツマミは20mAとして、赤のリード線も小さい電流用の穴に差し替えています。
ですので、おそらく12.15mAという数値だと思います。
想定値より少ない電流になりましたが、おそらくあっているのではないかと思います。
たぶん。
これらの使い方をもとに、実際の電気工作に生かしていきたいと思います。
