電流計と電圧計の違い

質問

電流計と電圧計の違いは何ですか？
教えてください。よろしくお願いします。

回答No.4

noname#111369 · ベストアンサー

＃３です。
私は電気科の高校を卒業したのだけど、いざ説明となると
難しいですね。

表示部の針を動かす仕組みが、
可動コイル形と可動鉄片形（磁石が動く）があります。
これは、電流計と電圧計それぞれありますので、
この部分の仕組みは同じです。

なので、電気を検出する部分の回路の構成が違うのです。

●電流計は測定レンジ（測定範囲）切り替えの為に
抵抗器がメータコイルと並列に入ります。
この抵抗器の名称が分流器です。

電池とランプの回路の電流の測定をする時は、
電流計をランプと直列に入れます。

この時、電流計のコイルに電気抵抗が大きければ、
ランプの回路の電流が、電流計で電圧降下して
正確なランプに流れる電流量が計れないのです。
それで、電流計自体の電気抵抗の理想抵抗値はゼロなのです。

●電圧計は測定レンジ切り替えの為に抵抗器が
メータコイルと直列に入ります。
この抵抗器の名称が倍率器です。

電池とランプの回路で電圧を測定する時は、
ランプと並列に電流計を入れます。

電流計の電気抵抗が小さければ、ランプに電気が流れずに、
メータコイルに電流がすべて流れショ－ト（短絡）してしまいます。

メータコイルに抵抗器を直列に入れることで、ランプに電流が流れて、
ランプに掛かる電圧が測定出来るのです。

ですから、
☆電流計は内部抵抗が小さい（理想は抵抗値ゼロ）です。

☆電圧計は内部抵抗が大きい（理想は抵抗値無限大）です。

しかし、メータコイルを動かす電流が流れる為に
極めて小さいですが、電気抵抗があります。

それと、測定範囲を切り替える必要がありますから、
電圧計では測定範囲に応じた抵抗値になります。

☆違いはメータコイルにつなぐ抵抗器が並列か直列かの
違いでしかありません。

お礼

二度も答えていただいてありがとうございます。大変分かりやすく、すごく参考にさせていただきました。次の面接までに理解して、なんとか乗り切りたいと思います☆

回答No.5

joshua01

こんにちは。
単純にみえてなかなか難しい問題ですね。次のような回答の方法はいかがでしょう。
ポイントは、「電流計と電圧計は基本的に同じもの。電流計に直列に抵抗を入れると電圧計になる」というもの。

よく使われる表現ですが、「電圧」はいわば水道水の圧力であり、「電流」はホースを流れる水の速度です。
（必ずしも粒子の走る速度というのではなく、ホースの太さまで考慮した、「1分に何リットル流れる」量という感じ）

電流計はこの速度を計りますが、これは比較的単純です。
電線に電流を流すとその周りに磁界（磁石の力）が発生しますが、この力は電流に比例するので、電線をコイル状にして永久磁石と引き合わせ、その反対にバネをつけておけば、電流が大きくなればなるほど大きくバネを引き伸ばす（あるいはねじる）ので、その程度を見れば電流がわかります。
一方、電圧と磁力は直接的には無関係なので、同じ原理では電圧は計れません。そこで、適当な抵抗に電圧をかけると電圧に応じた電流が流れることに着目し、電圧を計ろうとする電源に抵抗をつないでそこに流れる電流を測ることにし、抵抗値との間でオームの法則から逆算して電圧を求めます。（計器表示板には、あらかじめ逆算した目盛りを書いておけば使いやすい。）
　結果として両方とも同じ「電流計」を使うことができます（テスターは同じ計器で電圧測定と電流測定を切り替えられますよね。）。

もっとも、多少の違いはあります。電圧計は、自分の中に多くの電流が流れる（電流を浪費する）のは望ましくないのでできるだけ大きな抵抗を直列に入れます。この場合は電流値が望みどおり小さくなるので、小さい電流で大きくふれる電流計（高感度の電流計）が必要です。
電流計は本来は内部抵抗を小さく（コイルの巻き数を少なめに）作る必要がありますが、電圧計に使用する場合に限っては感度が重要な一方、内部抵抗は大きくてもかまわないので、コイルの巻き数が多少多くなってもかまいません。

なお、検流計として電流計・電圧計を使い分けるのは、測定しようとする物理現象そのものの性質を理解する必要がある点で高度な理解が必要でしょう。本件はレポートでもあり、直接の回答は控えるべきでしょうし、私も十分な自信はないのですが、次のような事項はヒントになるでしょうか。

○静電気・電荷・電位問題は、電圧（電位差）が比較的高い割には、使える電流の総量が少ないので、電流量を浪費しない「電圧計」が向く（ハイ・インピーダンス信号源）。
○磁界・電磁誘導系の問題は、電圧が低い一方、電流値が小さめでも時間継続により電流総量を大きめに取れることも多いので、電流計が向く（ロー・インピーダンス信号源）・・・・

蛇足ですが、最近多くなってきたデジタルテスターは半導体増幅器の入り口として「電界効果トランジスタ」を使っている場合が多いですね。これはすなわち電圧を測定する仕組みを先に（トランジスタ内で「電界」が変化する）作り電流計としては「シャント抵抗」を使って電流を電圧に変換します。いわば電流をもとに磁界を発生させて利用する従来の電磁石式のメーターと逆の試みになっています。

　さてさて、少々長めになりましたが、ご参考になりましたでしょうか。
お役に立てれば幸いです。

お礼

とても丁寧にありがとうございます。私もはじめこの質問をされたときには簡単だろう。と思っていたのですが、調べれば調べるほどわからなくなっていき・・・お答えを参考にもう少し考えてみます。
本当にありがとうございました。

回答No.3

noname#111369

電流計は内部抵抗値がゼロというのが理想です。
回路に流れ込む電流の量を計測するのです。
電流計に抵抗値があると、電流計で消費される数値も
回路の電流となって計測されるのです。

電圧計は内部抵抗値が無限大というのが理想です。
回路の２つの端子間の電圧を計測するのです。
電圧計に抵抗値が無ければ電源電圧をかけるとショートして
最悪、電源が壊れますね。

補足

ありがとうございます。自信をお持ちだということなので、質問を続けさせてもらってもいいですか？
違いは内部抵抗値の理想であるということなのですが、これは造りが違うということですか？もしくはつなぎ方などの測り方が違うということですか？

回答No.2

itapon527

ご質問の意図がよくわからないのですが。。。

電流計はその電路を流れる電流の大きさを測定する機器ですし、電圧計はある点と点の間の電圧の大きさを測定する機器ですが、もちろんそんなことを質問されているわけではないと思います。

動作原理の違いを知りたいのか、使用方法の違いを知りたいのか、補足して頂けますでしょうか。その際、あなたの立場も教えて頂けますか？
中学生なのか、高校生なのか、大学生なのか。。。

お礼

こちらの都合で、回答を締め切ってしまいました。今回は私の質問の仕方がわるくすみませんでした・・・
質問してすぐに返答をしていただいてありがとうございました。

補足

質問の仕方がよくなかったですね。申し訳ありません。
私は、大学生なのですが、物理について教授からの質疑応答があり、
その際、「検流計が電流計と電圧計とに分かれるが、どのような違いで分かれるのか。説明しろ。」と質問され、その答えを考えています。
また、教育学部なので、中学生にもわかる説明で、とも言われていて、
本当に困っています。

回答No.1

z-knight

まずは「電流」と「電圧」の違いからでは？
http://www2e.biglobe.ne.jp/~shinzo/shiryou/voltage/voltage.html

お礼

ありがとうございます。早速拝見させてもらいました。おっしゃるとうりで、この二つの違いが明確でないのが、いろいろ調べても釈然としない原因ですね。もう少し調べてみることにします。