갑자기 실베도 끌려가고 해서 좀 얼얼하긴 한데(읽어주신 분들께 감사드립니다.) 여전히 이해를 못하고 헛소리 하는 인간들이 있어서 추가적인 보충설명을 해보겠음.

Q. 구리보다 낮은저항이 측정되었다 > 측정오류가 맞는거 아니냐???

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A : 이 사진을 보고 헛소리를 하는거 같은데... 이걸 이해하기 위해선 충분한 배경지식이 필요하니 모를수도 있다고 생각은 한다. 또한 훅갤러들에게도 도움이 될 수 있는 정보라고 생각해서 간략하게 설명을 좀 해보겠음.

사진상의 0.00219 밀리옴은 면저항 > 비저항으로 계산하면 5×10^-7ohm.cm 수준으로 구리비저항인 1.68×10^-6ohm.cm의 약 1/3수준이다. 이상하다. 구리인데 왜 구리보다 비저항이 작게 나오냐? 라고 이어지는 이야기인데 결론부터 말하면 다음과 같다.

당연히 나올 수 있는 수치다.

측정을 해 본적 없이 머릿속으로 생각하면 '저항을 재면 구리보다 낮은 저항이 나오면 측정오류 아니야?'라고 생각하기 쉽다. 하지만 실제 측정을 해보면 저항이 천차만별로 날뛰고(과거 은퇴하신 재료공학자? 님이 적으셨던 내용처럼 측정치에는 원래부터 오차가 있다.) 측정되지 말아야 할 저항이 나올수 있다.

이러는 원인은 여러가지가 있지만 가장 중요한 것을 고려해보면 다음으로 추려진다.

1) SOURCE NOISE

우리가 콘센트에서 쓰는 전류는 교류다. 변압이 쉽고 송전손실이 낮다보니 교류로 송전하고, 가정에 들어오는 전류도 교류다. 이런 교류를 받아서 직류로 변환하여 대부분의 가전제품을 가동한다.

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교류는 시간이 지나며 전압과 전류가 변동을 하고, 그래서 기준이 되는 접지(ground)전압 기준으로 양전압 / 음전압이 구분된다. 하지만 우리가 쓰는 대부분의 가전제품은 직류를 써야한다. 그럼 어떻게 해야하는가? 교류를 직류로 바꿔주는 정류기(rectifier)를 이용해서 왔다갔다하는 전류전압을 일정하게 맞춰야한다.

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즉 다이오드(diode)를 주로 사용하는 정류기(Rectificator)를 이용해서 음전압을 양전압으로 바꾸고, 하지만 여전히 전압이 들쑥날쑥하기에 이를 완만하게 조정해주는 과정까지 거쳐도 전압은 계속 변동한다.

이렇게, 원래 전기부터 전압변동이 존재하고 이를 이용하여 전압을 측정해도 전압변동이 '근원적'으로 존재한다. V=IR이고,  어떤 저항을 측정한다는 것 자체가 일정한 정전류를 흘려 측정지점의 전위차(=전압)를 측정하는 것이라 근원적인 전압변동에 당연히 저항수치가 영향을 받을 수 밖에 없다. 이를 SOURCE NOISE라고 하며 이 소스 노이즈를 일으키는 요인은 근원적인 전압변동 뿐만 아니라 스위칭 노이즈도 존재한다.

@ 스위칭 노이즈 : 기본적으로 220V인 전압을 직류전류공급기에서 받은 다음 측정시 필요한 전압 or 전류로 변환해야하는데, 만약 내부 전압이 15V이고 필요에 따라 때때로 2V, 3V를 써야한다고 가정하자. 이때 필요한건 직류 전압의 노이즈를 경감하고 내가 원하는 전압을 흘려야 할때 전압 조정기(voltage regulator)를 써야한다. 이때 SMPS, 즉 스위칭 레귤레이팅 방식을 사용하는 기기는 스위칭에 따른 노이즈가 발생하는데 이를 스위칭 노이즈라고 함. 이 스위칭 노이즈가 발생하지 않은 조정방식도 있는데 이를 Liner voltage Regulator라고 하며, 저저항 측정용 비싼 장비들은 Liner voltage Regulator를 주로 쓴다. 내가 가진 히오키 저항계의 경우 어떤지는 모르겠으나, 크기를 봐선 SMPS 방식으로 레귤레이팅을 하는 것으로 보여지며 그로인해 노이즈가 발생할 수 있다.

이런 노이즈 요소 때문에 그냥 가만히 있어도 전압이 튀는데, 만약 측정을 하면 그 결과값에도 영향을 미친다.

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<일반적인 전원공급기의 노이즈 형태. real time wave form을 보면 값이 정확하지 않고 산포된 형태임을 볼수 있다.>


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<노이즈 및 리플의 일반적인 형태>

즉 이런 소스 노이즈 때문에 측정치가 요동칠수 있고, 그래서 한번 띡 찍어봐서는 제대로 된 저항측정이 되지 않는다. 특히 지금처럼 초전도체를 찍거나 구리를 찍을때는 여러번 반복해서 전체적인 경향성과 실효치를 확인해야 한다.

2) 접촉저항

일단 4 point probe의 경우 표면에 접촉을 시켜야 하기에 표면상태나 산화도, 누르는 압력, 프로브의 재질등에 의해서 저항이 크게 급변할 수 있다. 대부분 저항을 늘리는 쪽으로 작용하는 것으로 알고 있지만, 장담할 수 없는 부분이 있다. 그래서 4 point probe의 경우 프로브를 잡아주고 강하게 압력을 주는 probe station을 사용하는것이 이런 접촉저항을 줄이는데 도움을 줄 수 있다. 또한 금도금(;;)프로브등을 이용해 접촉하는 프로브 자체의 저항을 줄이는 것도 필요하다.

3) 측정방식의 준수여부

4 point probe는 각 프로브간에 등간격을 유지하고, 그 간격이 시료의 두께보다 무조건 커야한다. 만약 그 간격이 벌어지거나 뒤죽박죽하거나 시료보다 얇은 두께로 간격을 설정하면 정확한 측정이 어려울 수 있다.

이런 노이즈 문제가 있기에 띨빡들 하는 말마냥 한번 띡 찍고 저항을 측정하는게 아니라, 최소 5~10번은 찍어보고 동일한 '수준'이 나오는지를 확인해서 가장 근사값을 보여주는게 일반적인 저항 측정방식이다. 즉 값의 산포(dispertion)을 확인하고 그 평균치가 다른 알고 있는 측정값과 비교했을때 크게 문제가 되지 않도록 장비셋팅을 조정해줘야한다.

내 측정의 경우 먼저 구리와 알루미늄으로 대략적인 측정의 결과 산포가 어떻게 되는지 간략하게 확인 한 후 측정 또한 한 번만 한게 아니라 최소 5~10번을 수행한 후 가장 자주 나오는 값을 올린것이다.

즉 측정에는 측정값 하나만 찝어서 이야기하기 보다는 TREND가 중요하고, 대마왕님은 그것을 보여주기 위해 수백번 저항을 찍은 그래프를 올린것이다. 그 평균치가 구리의 평균치보다 낮아야지 실제로 저항이 구리보다 낮은 것이고, 그것은 파딱이신 선행연구원님의 자료로 증명된 바 있다.


중간중간 그럼 구리보다 낮은 값은 뭐냐고? 뭐긴 뭐야 장비에 혹시 절연체가 묻어서 저항측정이 안되는 상태일까봐(=오류를 일으킬까봐) 테스트하면서 대충 찍어본 값이지. 그 값을 물고 늘어지는건 달을 보라고 가리키는데 손톱이 길다고 화내는 꼴이다. 물론 이렇게 밖에 찌질댈수 없는 그들의 사정은 충분 이해한다...ㅎㅎㅎ

즉 구리보다 낮게 찍혔다고 그것만 값을 올리는 형태가 아니라 여러번 반복시행해서 가장 적합한 평균치, 혹은 실효치를 등록하는게 중요하다. 그래서 중간중간 테스트용으로 찍힌 저 값은 무의미하다, 멍청한 놈들아.

그리고 전기가 통하는지 아닌지만 보면 되는 실험인데 구리 저항가지고 난리피우는 꼴이라니 ㅋㅋㅋㅋ 참으로 한심하다, 한심해. 꼭 시험내면 문제안풀고 오탈자 찾는 공부 못 하는 얘들 같구나.

Q. 측정이 안되면 0이 뜨거나 ERROR가 떠야하는거 아닌가? 왜 값이 떠있는데 측정이 안된다고 하느냐?

A. 왜냐면 셋팅에 따라 그걸 정할 수 있는데, 나는 기본적으로 동영상을 찍으면서 하기에 단지 값이 떴다가 사라져버리는게 아니라 마지막 측정치가 디스플레이에 남는 AUTO HOLD를 쓰기 때문이다. 즉 남아있는건 중간 중간 구리 판을 찍어 제대로 통전되는지를 확인한 '흔적'이다. 또한 저항측정기 셋팅상 10밀리옴 이상의 저항은 측정하지 않는 셋팅이었기에 부도체를 찍었을때 뜨는 ERROR가 뜨지 않았을 뿐이지 셋팅을 바꾸면 ERROR가 뜬다.

왜 10 밀리옴 이상 측정을 안했냐고? 부도체를 집어넣으면 저항을 측정하기 위해 기기에서 자동으로 전류를 가변시키는데, 이 경우 짧은 시간내에 급격하게 전류를 변화시키기에 측정에 오류를 줄수 있어 10 밀리옴으로 제한했다. 이해되지?

결국 측정은 커녕 문방구 전압계 한번 만져보지 못한 스캠충들이 퓌러 교수가 던진 떡밥에 살을 붙여  상상회로를 돌리고 있는 것이다. 쯧쯧.

스캠충들은 또 궁금하면 물어는 봐라. 내가 정성스레 대답해줄 인내심이 떨어지고 있어서 대답해줄지 말지는 내맘이다. 왜 내가 너희한테 시간을 소요해야 하는지 모르겠지만 마지막 측은함이라고 생각하자.


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