1급 전파공학무선측정빈출 높음

Q미터(Q-meter)는 어느 것을 측정하는 가?

저항의 크기

콘덴서의 정전용량

코일 리액턴스의 저항과의 비

코일의 인덕턴스

상세 해설

정답 해설

Q미터(Q-Meter)는 공진회로의 양호도(Quality factor) Q를 측정하는 전용 계측기입니다. Q값은 코일(인덕터)의 리액턴스와 저항의 비로 정의됩니다: $Q = \frac{X _{L}}{R} = \frac{ω L}{R} = \frac{2 π f L}{R}$ . Q값이 높을수록 회로의 선택도가 좋고 에너지 손실이 적습니다. Q미터의 측정 원리: 직렬 공진회로에서 공진 시 콘덴서 양단 전압이 인가 전압의 Q배가 되는 성질( $V_{C} = Q \times V_{in}$ )을 이용합니다. 콘덴서 양단의 전압을 읽으면 바로 Q값을 알 수 있습니다.

학습 팁

Q미터 핵심: $Q = \frac{ω L}{R}$ = 리액턴스/저항 비. Q값이 높을수록 선택도↑, 손실↓. Q미터는 직렬공진을 이용하며, 공진 시 콘덴서 전압 = Q × 입력전압. 시험에서 'Q미터로 측정하는 것'과 '측정할 수 없는 것'이 모두 출제됩니다.

오답별 해설

1. 저항의 크기

저항의 크기는 저항계(ohmmeter), 휘트스톤 브리지, 켈빈 더블브리지 등으로 측정합니다. Q미터는 저항 자체가 아닌 리액턴스/저항의 '비율'(Q값)을 측정합니다.

2. 콘덴서의 정전용량

콘덴서의 정전용량 자체는 Q미터의 주 측정 대상이 아닙니다. 다만 Q미터의 가변 콘덴서 다이얼을 이용하여 간접적으로 정전용량을 구할 수는 있지만, 이는 부수적 기능입니다.

4. 코일의 인덕턴스

코일의 인덕턴스는 LCR미터나 임피던스 분석기로 직접 측정합니다. Q미터에서 공진주파수와 정전용량으로 인덕턴스를 역산( $L = \frac{1}{( 2 π f ) ^{2} C}$ )할 수 있으나, 주 기능은 Q값 측정입니다.