電流計、電圧計も検流計も、その基本原理は同じです。
電流計、電圧計も検流計も、計器内のコイルに電流を流し、電流に応じた磁場が生じ、それを外部磁石と反応させて、メーターが振れる仕掛けになっています。
GFDL, https://ja.wikipedia.org/w/index.php?curid=775245
しかし、そのままでは測定範囲が非常に狭く、実用的ではありません。
そこで、電流計の場合は、分流器を取り付けるのです。
倍率器についてはこちらをごらんください。
分流器と電流計
分流器は電流計の測定範囲を広げるための工夫・仕掛けです。
このとき、電流計と並列に抵抗を接続します。（$r_A$ は内部抵抗です）
この抵抗 $R_S$ を「分流器」と呼びます。
注意！
分流器は並列に接続しますが、
電流計装置全体としては、回路に対して直列に接続します。
分流器の考えかた
次の図は、基本的な電流計（検流計）ですが、このままでは、大きな電流を計器に流すと、コイルが振り切ってしまい壊れてしまいます。
そこで、より大きな電流を測定するため、計器にバイパスを作り、電流の抜け道を作ってやります。
例えば、
電流計本体に流せる電流の最大値を $0.1\:A$ とします。
これでは、 $0.1\:A$ 以上の電流を流すとコイルが振り切ってしまいます。
今、$0.1\:A$ の10倍である、 最大で $1\:A$ の電流を正しく測りたいとします。
どのようにすればよいでしょうか？
このように考えます
- 電流計に流せる最大電流は $0.1\:A$ は変えられない。
- 電流計を変えないのであれば、電流計の目盛りが最大の $0.1\:A$ と書いてあるところに $1\:A$ と書いておくしかない。
- 電流計と並列に抵抗を接続する。
- 計器全体に最大 $1\:A$ 流れた時に、電流計本体にはには最大許容値の $0.1\:A$ だけ流れ、残りの $0.9\:A$ はバイパスを通るように抵抗値を定める。
- もともとの電流計の目盛りには $0.1 \rightarrow 1\:A$ と書いておいて、バイパスを通したときは$1\:A$ と読めばよい。
- この装置では最大 $1\:A$ まで計測できるようになった。
これで、$1\:A$ の電流を正しく測ることができるはずです。
あとは、古い目盛りに書かれた値をそれぞれ 10倍した値に書き換えます。
では、一般的な式を考えましょう。
電流計の本体の許容最大電流を $I_0$ とします。
$I_0$ の $n$ 倍の電流 $nI_0$ を測定するには、電流計と並列に抵抗を接続します。
バイパスに $nI_0-I_0=(n-1)I_0$ の電流を流すように抵抗値 $R_S$ の値を決めます。
この場合、電流計内の内部抵抗を $r_A$ とすると、抵抗 $r_A$ と $R_S$ は並列接続のため、それぞにかかる電圧 $V$ は同じです。
したがって、$V=RI$ より、
$$V=r_A\times I_0=R_S\times \{(n-1)I_0\} $$
これより、
$$R_S=\dfrac{r_A}{n-1}$$
を得ます。
ただし、
このような式を覚える必要はありません。
この場合の大事なことは、
バイパスの考え方と
抵抗の並列時は電圧が同じ、ということです。
動画
以下、動画にても解説していますので、ご参考に
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