1급 전파공학무선측정빈출 보통

고주파전류계의 측정범위를 확대하고자 할 경우 가장 적당한 방법은?

배율기를 사용

변류기를 사용

분류기를 사용

페라이트 철심을 사용한 변류기

상세 해설

정답 해설

고주파전류계의 측정범위를 확대하려면 페라이트(ferrite) 철심을 사용한 변류기(CT, Current Transformer)를 사용합니다. 일반 규소강(silicon steel) 변류기는 상용주파수(50/60Hz)에서는 잘 동작하지만, 고주파에서는 철심의 와전류(eddy current) 손실과 히스테리시스 손실이 급격히 증가합니다. 페라이트는 전기적 저항이 높아( $1 0^{2} \sim 1 0^{6} Ω \cdot c m$ ) 와전류 손실이 매우 적고, MHz 대역까지 양호한 자기적 특성을 유지하므로 고주파 변류기 철심에 적합합니다. 변류비: $\frac{I _{1}}{I _{2}} = \frac{N _{2}}{N _{1}}$ .

학습 팁

측정범위 확대: 전압계=배율기(직렬 고저항), DC전류계=분류기(병렬 저저항), 고주파전류계=페라이트 변류기. 페라이트의 핵심 장점: 높은 저항률 → 와전류 손실↓ → 고주파 적합. 이 세 가지 조합은 시험 단골 출제입니다.

오답별 해설

1. 배율기를 사용

배율기(multiplier)는 전압계의 측정범위를 확대하기 위해 계기에 직렬로 접속하는 고저항입니다. 전류계가 아닌 전압계용이므로 고주파 전류계의 범위 확대와 무관합니다.

2. 변류기를 사용

일반 변류기(규소강 철심)는 상용주파수(50/60Hz)에 최적화되어 있습니다. 고주파에서는 철손(와전류 손실 + 히스테리시스 손실)이 급증하여 측정 정확도가 크게 떨어집니다.

3. 분류기를 사용

분류기(shunt)는 직류 전류계의 측정범위를 확대하기 위해 계기에 병렬로 접속하는 저저항입니다. 고주파에서는 분류기의 인덕턴스 성분이 문제가 되어 정확한 전류 분배가 되지 않습니다.