電気の振る舞いを調べるには着目したポイントで電圧を測るか、または流れる電流を測りますが、一般的には電圧を測ることが多くなります。その理由は電圧測定が比較的容易な点であると思います。電圧計や波形計測器を測定ポイントに挿入すれば良いので、回路はそのまま、テストリード、プローブなどを接続するだけでOKです。回路の動作に与える影響を少なくするためには、計測器の入力インピーダンスができるだけ高い方が有利です。オシロスコープに使われる減衰比10:1パッシブ・プローブやデジタル・テスター(マルチメータ)の入力抵抗は10MΩと高抵抗になっています。図1 電圧測定と計測器の入力インピーダンス電流を測るのは少し面倒です。デジタル・テスターで電流を測定する場合は図2のように回路の切断し、テスターを挿入しなければなりません。電圧測定とは逆に回路の動作に与える影響を少なくするためには計測器の入力インピーダンスができるだけ低い方が有利です。図2 電流測定と計測器の入力インピーダンス電圧測定では分からず、電流測定で初めてわかることがあります。図3は商用電源を使うスイッチング電源の例です。整流ダイオードに接続したキャパシタは充放電を繰り返しますが、商用電源を受電電流が流れる期間は一部になります。この動作は電流を測定しないと観測できません。図3 電源に流れる電流は一部区間図4は太陽光発電でソーラーパネルと商用電源間に接続されるパワーコンディショナーです。ソーラーパネルで発電される電力は直流、そして商用電源に流れる(売電する)電力は交流です。どちらも電流を測定しないと動作はわかりません。図4 パワーコンディショナーの動作商用電源などの電力系統の電流を測定するには装置に埋め込まれた電流計(電力計)を使用するか、安全のために非接触型のクランプ式電流計を使用します。図5はクランプ式AC電流計の構造です。クランプされるケーブルは1ターンの1次側コイルになり負荷抵抗Rには電流に比例した電圧が発生します。この電圧を整流し電流に読み換えます。図5 クランプ式AC電流計の構造パワーコンディショナーの入力などの直流電流を測定する場合はホール素子などを併用したAC/DC電流計を使用します。写真1は代表的なクランプ式電流計です。写真1 クランプ式電流計クランプする場合はケーブル全体(往復)をクランプしてはいけません。往復で発生する磁束が打ち消しあい、測定できません。図6 不適切なクランプ方法ただし漏れ電流のために往復の電流に差がある場合は漏れた分だけ測定することができます。図7 漏れ電流の測定