第四級アマチュア無線技士 CBT試験問題例題（工学 No.3） 問24 解説 電流計の測定範囲拡大

分流器の抵抗Rが電流計の内部抵抗rの $1/n$ であるとき、測定できる電流の範囲は元の $n+1$ 倍に拡大されます。この問題では $R = r/4$ なので $n=4$ となり、測定範囲は $4+1=5$ 倍となります。

分流器による測定範囲の拡大

電流計には、その針を振り切らせるための最大電流（フルスケール電流）が決まっています。しかし、それよりも大きな電流を測定したい場合、電流計に並列に別の抵抗（分流器）を取り付けることで、測定したい電流の大部分をその抵抗の方へ逃がす仕組みを作ります。

このとき、電流計に流れる電流は元のままでも、全体の回路にはより大きな電流を流せるようになるため、見かけ上の「測定範囲」が拡大します。

倍率を導き出す仕組み

なぜ $n+1$ 倍になるのかを整理します。電流計の内部抵抗を $r$、フルスケール電流を $I_0$ とすると、電流計の両端にかかる電圧は $V = I_0 \times r$ となります。

ここに分流器 $R = r/n$ を並列に接続すると、分流器にも同じ電圧 $V$ がかかります。分流器に流れる電流 $I_R$ はオームの法則より次のようになります。 $I_R = V / R = (I_0 \times r) / (r/n) = n \times I_0$

つまり、分流器には電流計の $n$ 倍の電流が流れることになります。全体の回路に流れる電流 $I$ は、電流計を通る電流 $I_0$ と分流器を通る電流 $I_R$ の和です。 $I = I_0 + I_R = I_0 + n \times I_0 = (n+1) \times I_0$

結果として、測定できる電流は元の $n+1$ 倍になるというわけです。

測定器をカスタマイズする視点

この知識は、アマチュア無線の現場において「既製品のメーターでは測定できない大きな電流を測りたい」という状況で役立ちます。

例えば、自作の電源装置や送信機の終段電流を監視したいとき、手持ちの小電流用メーターしかなくても、適切な抵抗値を持つ分流器さえあれば、メーターを買い直すことなく測定上限を自在にカスタマイズできます。無線工学の試験問題としては基礎的な計算ですが、実際のハードウェア製作においては、非常に実践的で経済的な工夫の知恵といえます。

参考リンク

• 分流器・倍率器のしくみと計算
• 【実用】テスターの電流レンジを拡張する自作シャント抵抗の作り方
• 電流計の測定範囲を拡大する分流器とは（電気計測工学）