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テスターで交流電圧を測定することはできるのに、何故交流の電流は測定できないよ...

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質問者

football0129さん

2012/5/517:54:51

テスターで交流電圧を測定することはできるのに、何故交流の電流は測定できないようになっているのですか? 交流は直流よりも高い電流を扱う傾向にあるのは判りますが、何故危険なのでしょうか?宜しくお願い致します。

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jirokichidaさん

2012/5/518:29:13

電流を計測するには其の線路を遮断して、測定器を挿入します。
交流の場合は電力を供給する線路が多いから、線路を遮断するのには問題が有ります。
交流電流を図るのには「クランプ電流計」と言うものが有り、それで十分に用をたしますから、あえてテスターでの計測をすることも有りません。
テスターに其の交流電流計測の機能を加えれば、測定できますが。

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uochocoさん

2012/5/608:01:07

テスターに交流電流レンジを増設するのは容易です。何しろ交流電圧レンジに並列に分流器 = 抵抗器を接続すればいいだけのことですからね。しかしメーター式テスターでそれをすると不便で余分なものになってしまいます。これをごらん。

ミ ゚ ω゚ミっ http://www.partslist.to/ja71v/image/analgtester2.jpg

'70 年代に人気があったテスター、三和の SP-15D の目盛板の画像です。原寸では見づらいのでできるだけ拡大してごらん。

紅の AC2.5V の目盛に注目。それは二つ外側の DC250V の目盛の 1/100 のはづだが、よく見ると少しずれている。左へ行くに連れてずれが大きくなり、0.3V より左は明らかに間隔がつまった非線形目盛になっている。交流をダイオードで整流して測っているからそうなる。この方式のテスターでは、ダイオードの順方向電圧 0.2V (この時代のテスターにはゲルマニゅウムダイオードが用われていた)より低い交流電圧を満足に測れない。メーターの感度が高いので 0.2V より低い電圧でも僅かに針が振れるのだが、ダイオードの個体差、温度変動によりその程度が変わってしまい、精度が無い。このため ACV の最低レンジだけ専用の目盛を刻んであるのが普通だった。AC0~0.2V 間に目盛が無いテスターもあった。

つまり、並のメーター式テスターでは AC1V 以下を正確に測れない。従って、交流電流レンジをもうけるには AC2.5V 以上の交流電圧レンジに分流器を接続することになる(――いや、AC2.5V レンジがある SP-15D が珍しい構成で、他はたいてい 10V 程度が ACV の最低レンジ)。AC2.5V レンジに並列に 1Ω を接続すれば AC2.5A を測れるが、その場合抵抗器の最大消費電力は

2.5V × 2.5A = 6.25W.

AC2.5A レンジをもうけるには 6.25W に耐える抵抗器を内蔵せにゃならん。精密計器の中に発熱する部品を内蔵するのは嫌だよね(温度上昇で抵抗値が変動する問題もある)。しかも最大 2.5V 電圧が低下する。これでは AC10V や 5V の線の電流を正しく測れず、AC100V 専用のレンジになってしまう。一方 DC はその 1/10 以下の電圧低下(SP-15D の場合最大 0.25V )で電流を測れる。当然分流器の発熱も小さい。

この問題を避けるにはトランスをつかって昇圧するという手があるのだが(クランプメーターもトランスの一種)、トランスは重くて高いし、周波数特性があるし、結局、テスターには ACA レンジをもうけず、「 ACA を測りたい人は適当な電力用抵抗器かトランスを調達して測れ」 ということになったのだろう。

ヂジタル式テスターには上記の問題は無いはづだが、ACA レンジがある物は少ない。いや、そもそもヂジタル式テスターには DCA レンジさえ無い物が多かった。おそらく、内部で分流器を自動的に切り替えるのに適当な半導体スウィチ( MOSFET )が無かったのだろう。ユーザーは 500V や 1000V の線の電流を測りかねないので、それに耐えれる MOSFET をつかわねばならん。しかし高耐圧の MOSFET の ON 抵抗は大きい。ON 抵抗が 0.1Ω もあれば正しく測れないので、'80 年代のうちはヂジタル式テスターに電流レンジが無いのが普通だった(プラグ切替式の物はあった)。いまは MOSFET の性能が上がったので、DCA レンジがあるテスターが半数、ACA レンジがある物も増えて來たんぢゃ? ミ ´ ω`ミ

なお、ACA 計測には次の問題もある。

ミ ゚ ω゚ミっ http://edycube.blog2.fc2.com/blog-entry-164.html

家電製品の電流波形を観測すると全然正弦波でないことが多い。これでは平均値検波方式の交流電流計が正しい値を表示しない。実効値演算式の電流計で測ったところで、電力を正しく求められない。電圧・電流の両波形を同時に観測し、積を積分しなけりゃ電力は不明。かういふ問題もあるので、ACA レンジはこれまであまり設けられなかつたんでせうね ミ ´ ω`ミ

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tamuro00605さん

2012/5/600:11:26

危険だからじゃないよ、テスターの中身が面倒になるからだよ。

実は、交流の電圧を計るのも、マジメにやろうとすると結構難儀。
それは何故かってーと、交流の瞬間電圧って刻々と変化するでしょ。
その刻々と変化する電圧を一定値で表示するために、実効値ってのを使う。
つまり、刻々と変化する電圧を逐一測定して、その測定結果から実効値を計算で出して表示する。
これが電圧の場合は比較的話が楽、それは電圧波形は「正弦波」だって決まってるから。
(注:正弦波から外れる電圧波形は、ただしい実効値を表示できないテスターも多くあるよ)

ところが、電圧波形は正弦波だとしても、電流波形は正弦波だとは限らない。
純粋な抵抗負荷なら電流波形も正弦波になるけれども、世の中に単純な抵抗負荷なんてメッタにない。
だから、交流電流の実効値を正確に出そうとすると、かなりマジメに測定して計算しなきゃならなくなって、単純じゃぁないのさぁ。
(注;もちろん、マジメに測定して計算して交流電流を測定可能にしたテスターも、多くあるよ)

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mjcpc529さん

2012/5/522:48:44

交流電流を測定できるテスターは、たくさんあります

但し直流電流に比べ 精度を確保することが困難なため
安価なテスターでは、測定できないタイプが 多いです

なお 同じ電圧であれば 交流より 直流の方が危険ですが
一般的には、直流は、、数十V以下を扱うことが多く
交流は、数百V程度を扱うことが多いので
交流のほうが 危険ということになります

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fried_turnipさん

2012/5/519:47:18

交流計測はダイオードを使って整流してメーターを振らせるようになっていますが
ダイオードが被測定回路の間に入ると1V程度の電圧降下が生じてしまうために
小信号時には実用的な精度を確保するのが難しいという問題があります。

従って電圧降下が無視できるような商用電源1次回路等に用途に限られますが、
商用電源一次回路の電線の途中に挿入して計測する電流の場合は、ある種の
電源工事が必要となります。これは危険な行為とされています。

計測器はその使用範囲を過電圧測定分類ごとに規制しています。
CAT.Ⅰ :コンセントから電源変圧器(トランス)等を経由した機器内の二次側電路。
CAT.Ⅱ :コンセントに接続する電源コード付き機器の一次側電路。
CAT.Ⅲ :直接分電盤から電気を取り込む機器の一次側および分岐部からコンセントまでの電路。
CAT. Ⅳ :引き込み線から分電盤までの電路。

交流電流が計測できないタイプはCAT.Ⅰ以下です。
交流電流が計測できるタイプはCAT.Ⅱ 以上になります。

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boyakitonboさん

2012/5/519:33:14

測定出来る物もあるが、対費用効果で交流の電流測定は交流クランプメータの方が安上がり。

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