『 내가 바로 초보자다!! – 저항 편 』
1. 저항이란?
저항이란 말 그대로 전기의 흐름을 방해하는 부품입니다. 즉 전기의 흐름에 ‘저항(Resist)’한다는 의미에서 나온 단어입니다. 저항은 전기회로 안에서 전기의 흐름을 제한하여 회로 안에서의 전류(또는 전압)의 크기를 바꿉니다. 전류 또는 전압의 크기를 바꾼다는 말은 저항을 통과한 전기의 흐름에서 전압또는 전류의 크기가 바뀐다는 것을 의미합니다. 저항 자체가 제한하는 것은 전기의 흐름 즉, 전류이지만 그 결과로 저항을 통화하면 전압이 떨어지는 결과를 가져옵니다. 이때 저항과 전압과 전류의 관계는 가장 기본적인 전기 공식인 V=I x R로 표시할 수 있으며 저항의 크기 단위는 Ω으로 표시하고 오옴(ohm)으로 읽습니다. 실제 회로에서 사용되는 저항의 범위는 0Ω에서 수M(메가)Ω에 이르기까지 다양합니다.
2. 저항의 계산
회로 안에서 저항값은 전기와 저항의 기본 법칙인 다음 식에 의해서 결정됩니다. 이때 저항의 단위인 Ω은 1V, 1A의 전기가 회로의 저항을 1Ω이라고 합니다. 위의 식은 오옴(ohm)의 법칙이라 불리우는 식으로 전기의 세계를 지배하는 가장 중요한 법칙을 표현하고 있습니다. 저항에 전류가 흐르면 전압이 감소하며 이때 감소한 전압의 크기만큼 저항은 전력을 소모합니다. 이때 저항이 소모하는 전력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다. 즉, 1V의 전압으로 1A의 전류가 흐르는 회로에 1 Ω의 저항이 들어있다면 그 저항은 1W의 전력을 소비하고 있는 것입니다. 이 소비전력은 대부분 열로 소비되기 때문에 많은 전력을 소비하는 저항의 경우에는 별도로 방열판을 달기도 하며 저항 자체가 금속 방열판 안에 내장되어 있는 경우도 있습니다. V = I X R or R = V/I = 1V/1A = 1Ω
V : 전압(V), I : 전류(A), R : 저항(Ω)
따라서, 전기가 흐르는 회로는 모든 회로는 오옴의 법칙에 따르며 사용할 각 회로에서 사용되는 저항의 크기, 전압, 전류의 크기 역시 위의 식으로 계산됩니다.
심화
오옴의 법칙과 오옴
심화
발광 다이오드를 켤 때의 저항 값 계산
심화
저항의 직렬연결과 병렬 연결
W = V X I =I^2 X R = V^2/R
W : 전력의 명칭 (Watt)
3. 저항의 종류
이제 저항의 종류에 대해 알아보겠습니다~^^ 보통 카본 피막 저항이라고 하며 저가이며 일반적으로 많이 사용되고 있는 저항으로서 세라믹 또는 유리에 탄소입자의 피막을 붙인 것이다. 저항의 정격전력으로는 1/8W, 1/4W, 1/2W 등이 많이 사용된다. 탄소 피막 저항은 고주파 특성은 뛰어나지만 잡음이 많다(오차가 크다)는 결점 때문에 아날 로그 회로 특히 고급 오디오 기기와 같이 신호에 민감한 곳에서는 사용되지 않고 금속계의 저항기를 사용하는 경우가 많이 있다. 일반 디지털 회로에서는 저렴한 탄소계의 저항을 사용하여도 거의 문제가 되지 않는다.^^ ※ 그림 1-1 : 디바이스마트에서 판매중인 탄소 피막 저항 금속 피막 저항은 세라믹, 유리 몸체에 금속 또는 금속 합금을 나사선 모양으로 붙인 것으로 정밀도가 뛰어나고 잡음, 내구성 등의 물리적 특성이 좋다. 금속 피막 저항의 재료는 Ni-Cr(니크롬) 등이 사용 되고 있고 이 저항의 용도는 브리지회로, 필터회로 등과 같이 저항의 정밀도가 회로의 성능에 크게 영향을 주는 경우와 고급 오디오 같은 아날로그의 잡음이 걱정 되는 회로 등에 주로 사용한다. 그리고 온도에 대한 특성이 좋다. ※ 그림 1-2 : 디바이스마트에서 판매중인 금속 피막 저항 산화 금속 피막 저항은 사기 또는 유리 몸체에 금속류를 산화시킨 산화금속을 입힌 것으로 메탈저항과 비슷하지만 잡음 특성이 금속 피막 저항에 비해 좋지 않아서 금속 피막 저항의 저급용으로 사용 된다. 일반형 오디오 기기에 폭넓게 사용되고 있으며 열에 강한 특성을 가지고 있어서 전원회로와 같이 전류가 많이 흐르는 전원부에 많이 사용된다. ※ 그림 1-3 : 산화 금속 저항 (출처 : NEVER ) 권선형 저항기는 구리나 니켈의 저항선을 세라믹 몸체에 코일 모양으로 감은 것으로 선의 길이를 조정함으로써 정밀한 저항값을 얻을 수 있다. 전력용과 정밀용이 있는데 주로 굵은 선을 사용하여 대전력용의 저항으로 사용되며 내구성 및 신뢰도가 뛰어난 저항이다. 그러나 높은 저항값을 제조하기 어렵고 선을 절연체에 코일 형태로 감아 붙이기 때문에 유도성분이 있어서 주파수가 높은 회로에서는 사용할 수 없다. 흔히 볼 수 있는 것으로는 저항을 법랑으로 덮은 법랑 저항과 특수한 시멘트로 굳힌 시멘트 저항 등이 있다. 어레이 저항은 같은 저항 값을 가진 여러 개의 저항을 묶어 일체형으로 만든 것이다. 디지털 회로에서 주로 사용되며 LED의 전류를 제어하는 경우에도 사용되며 회로의 실장공간을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 저항의 인쇄면에서 보았을 때 맨 좌측의 리드가 공통(COMMON)단자이다. 그리고 같은 모양이면서 4S 라고 표시된 것도 있는데 이것은 같은 값의 독립된 저항 4개가 내장된 것이다. 주로 디지탈 회로처럼 동일한 회로에 많은 저항기가 필요한 경우 사용 된다. ※ 그림 1-6 : 디바이스마트에서 판매중인 어레이 저항 칩 저항은 다리가 달려있지 않고 기판위에 바로 납땜 할 수 있는 구조로 되어 있고 수 mm의 아주 소형이다. 회로 보드의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다. 주로 사용하는 곳은 핸드론, MP3 등에 많이 사용된다. 하지만 정격 전력이 작아서 신호를 전달하는 디지털 회로에서만 사용된다. 가변저항은 (볼륨, Variable ohm)란 문자 그대로 저항을 가변할 수 있도록 되어있는 부품이다．구조적으로는 저항체의 위를 가동편이 슬라이드하게 되어 있고 가동편이 있는 위치에 따라 저항이 변한다. 가변저항은 라디오의 음량 조정과 같이 용이하게 저항값을 바꿀 수 있는 볼륨타입과 전자회로에서 부품의 오차에 의한 동작 상태를 조정해야 하는 경우에 사용하는 반고정 타입이 있다. 주로 가변저항은 회전할 수 있는 각도가 300도 정도이지만 저항을 세밀하게 조정하기 위해 기어를 조합하여 다회전(10~25회 정도)시킬 수 있는 퍼텐션미터(Potentionmeter)라는 것도 있다. 이 저항체에는 다음３ 종류가 많이 사용되고 있습니다． 탄소 피막계 : 가격이 싸며 특성도 어느 정도 좋기 때문에 가장 많이 사용되고 있으나 피막이 점차 적어지고 떨어지는 현상이 발생하여 내구성이 떨어진다. 금속 피막계 : 내구성과 잡음 특성이 우수하여 고급 스테레오나 측정기 등에 사용되고 있다． 코일 : 코일 저항을 사용한 것으로 대전류에 사용할 수 있으나 비교적 작은 저항치만 있다. ※ 그림 1-8 : 디바이스마트에서 판매중인 각종 가변저항들 마지막으로 저항을 읽는법을 적어보겠습니다. 캐패시터나 코일도 마찬가지겠지만 저항값을 정확하게 만드는 것은 매우 어려운 일입니다. 보통은 허용오차가 5%짜리가 가장 많이 쓰이지만 1%짜리도 어렵지 않게 구할 수 있습니다. 1% 저항을 구별하는 방법은 간단하게 색 띠가 몇 줄인가를 확인하면 됩니다. 즉 5%짜리는 색 띠가 4줄로 되어있고, 1%짜리는 색띠가 5줄로 되어있습니다. 예전에는 인쇄기술이 발달하지않아서 색 띠로 자항값을 나타내었지만 요즘에는 숫자를 그냥 적어 놓는 경우도 많아졌습니다. 참고로 색 띠를 읽는 법을 설명드린다면 다음 표와 같습니다. ※ 그림 2-1 : 저항색띠 표 (출처 : NEVER) 3번 문제입니다..^^ 다 맞으셨나요??ㅋㅋ 조금만 알고 2분만 투자하면 외우는 것이니.. 뭐 쉽죠?? 문제내는 제가 더 민망하네요..ㅋㅋ 그럼 이상으로 저항에 대한 글을 마치겠습니다. 다 읽어주셔서 감사합니다..^^ 활기찬 한 해!! 복 있는 한 해가 되길바랍니다~~ 탄소 피막 저항
(위부터 1/8w, 1/4w, 1/2w)
정격
굵기(㎜)
길이(㎜)
1/8W
2
3
1/4W
2
6
1/2W
3
9
금속 피막 저항
(위부터 1w, 2w)
정격
굵기(㎜)
길이(㎜)
1W
2
3
2W
2
6
산화 금속 저항
)
카본 솔리드 저항
권선형 저항
※ 그림 1-5 : 디바이스마트에서 판매중인 시멘트저항어레이 저항
칩 저항
※ 그림 1-7 : 디바이스마트에서 판매중인 칩 저항가변 저항
4. 저항 읽는 법
다 숙지하셨나요??^^ 그럼 이제 저항 읽는 것을 실습해 보도록 하겠습니다. 왼쪽 그림과 같은 저항이 있다고 해봅시다. 저항 색 띠는 그림에서 보시는 것처럼 한 쪽으로 치우쳐 있습니다. 치우친 쪽에서부터 읽으시면 됩니다. 그리고 맨 끝에는 조금 떨어져서 금색띠 하나가 있지요? 맨 끝에 있는 이 띠가 오차를 나타내는 것입니다. 그리고 첫번째 색이 초록색이라고 하면 5! 둘째 색깔이 파랑색이니깐 6! 서번째 색깔이 노란색이면 4! 네번째는 금색이니깐 5%오차입니다. 여기서 마지막 색 띠인 허용오차를 제외하면 세 개의 숫자가 나오는데, 처음 두개의 숫자는 유효자리, 세번째 숫자는 배수로 읽으시면 됩니다. 즉 숫자 앞의 숫자 2개로 56 그리고 배수는 4이라서 10의 세제곱이니깐 10000(1k)를 곱사면 56,0000오옴, 또는 560kΩ이 되는 것입니다. 만일 숫자 띠가 5개라면 역시 앞에서부터 3개의 색띠가 유효자리, 그리고 4번째 띠가 배수, 마지막 다섯번째 띠가 오차가 되겠습니다. 색 띠를 저도 여러번 외웠습니다만, 계속 잊어버리게 됩니다. 요즘에는 디지털테스터가 매우 편리합니다만.. 회로 중에 복잡하게 연력되어 있을 때에는 테스터로도 읽을 수 없으니, 색 띠를 외우시는게 좋습니다..^^
1번 문제입니다..^^
2번 문제입니다..^^
정답을 보고 싶으시면 누르셔요~~♥
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