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저항이란 무엇인가?
저항은 전류의 흐름을 억제하는 기능을 가진 전자 부품이다.
회로에서 사용하는 기호는 으로 표현되고 저항 값의 단위는 오옴(Ω)이 사용된다..
단위가 1000씩 바뀔 때 마다 1000Ω은 1KΩ(킬로오옴), 1000 KΩ은 1MΩ(메가 오옴)이라고 부른다.
저항은 어떻게 분류하나?
저항은 크게 나누어, 저항값의 변화가 없는 고정 저항과 저항값을 변화시킬 수 있는 가변 저항으로 분류한다.
그리고 저항성분으로 사용하고 있는 재료에 따라 탄소계와 금속계 저항으로 분류된다.
저항을 선정할 때 생각해야 할 포인트는?
사용할 저항을 선정할 때 생각해야 할 중요 포인트는 저항값, 정격전력, 정밀도이다.
정격전력이란?
정격전력이란 저항이 견딜 수 있는 소비전력(와트)을 말한다.
정격전력은 저항에 흐를 수 있는 전류의 제곱 (I2) × 저항값(R)의 식으로 구하게 된다.
저항은 열을 발생하는 소자이므로 정격을 넘어서 사용하면 저항이 타 버리는 문제가 발생한다. 일반적인 전자 회로에서 많이 사용하는 정격으로는 1/8W, 1/4W, 1/2W 등이 있다.
전자 회로의 신호 회로(약전류) 에서는 1/8W나 1/4W저항이면 충분하다.
그러나 전원 회로, 발광 다이오드의 전류 제어용 등에서는 큰 전류가 흐르므로 정격전력을 계산해서 안전한 정격의 저항을 사용해야 한다.
저항이 일정한 간격이 아닌 저항값으로 제품이 제공 되는 이유는?
저항값의 표준은 JIS(일본공업규격) C5001의 규정에 의하여 E 표준 계열로 정해져 있다.
이것은 10을 대수적으로 분할한 구조이다.
예를 들면)
E3의 경우, 10을 3등분 하여 1, 2.2, 4.7, 10의 수치로 표시하고,
E6의 경 우는 1, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 6.8, 10으로 표시되며,
E12는 1, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10으로 표시 됩니다.
E계열은 위에서 예를 든 3, 6, 12 이외에 24, 48, 96, 192계열이 있습니다. 일반적으로 자주 사용되는 계열은 E12 계열이다.
저항값의 표시는 숫자로 표시 하기에는 부품이 작기 때문에 컬러-코드를 이용 하고 있습니다. 1/2W이하의 저항 은 대부분 칼라 코드로 규격을 표시 하므로 컬러-코드의 읽는 법을 숙지할 필요가 있습니다.
저항값 읽는 법과 오차
색띠저항의 저항값 읽는요령
힌트[색의 순서는 무지개색인 빨주노초파남보]에서 남색이 빠진 구성임
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색 |
수치 |
승수 |
정밀도
(%) |
온도 계수 10-6/℃ |
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흑 |
0 |
0 |
- |
± 250 |
|
갈 |
1 |
1 |
± 1 |
± 100 |
|
적 |
2 |
2 |
± 2 |
± 50 |
|
등 |
3 |
3 |
± 0.05 |
± 15 |
|
황 |
4 |
4 |
- |
± 25 |
|
녹 |
5 |
5 |
± 0.5 |
± 20 |
|
청 |
6 |
6 |
± 0.25 |
± 10 |
|
자 |
7 |
7 |
± 0.1 |
± 5 |
|
회 |
8 |
8 |
- |
± 1 |
|
백 |
9 |
9 |
- |
- |
|
금 |
- |
- 1 |
± 5 |
- |
|
은 |
- |
- 2 |
± 10 |
- |
|
무 |
- |
- |
± 20 |
- |
저항은 4색띠 저항과 5색띠 저항이 있습니다. 정밀도가 높은 저항의 경우 6색띠 저항도 있으며 이때 마지막 띠색은 온도 계수를 표현합니다.
갈=1),(흑=0),(등=3),(금)
10 × 103 = 10 KΩ
정밀도(금) = ± 5%
황=4),(자=7),(흑=0),(적=2)
470 × 102 = 47 KΩ
정밀도(갈) = ± 1%
수치로표시되는 저항의 저항값 읽기
숫자로 표시되는 저항은 저항단위인 (Ω)이 표기되어있으면 그대로 읽으면 됩니다.
단위가 표시되어있지 않고 숫자만 3개가 있으면 이때는 4색띠저항의 방식으로 제1숫자,제2숫자,제3숫자의 값이 되고 계산법도 동일합니다.
저항에는 어떤 종류가 있고 어떻게 생겼을까?
탄소 피막 저항
일반저항
가장 일반적으로 보급되어 있는 염가의 저항으로
저항값의 정밀도는 ±5%, 정격전력은 1/8W,
1/4W, 1/2 W가 주류를 이루고 있습니다.
회로에 사용시 노이즈 발생율이 높다는
결점이 있으나, 디지털 회로에서는 크게
문제될 정도는 아닙니다.
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탄소 피막 저항의 사이즈 |
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정격전력(W) |
굵기(mm) |
길이(mm) |
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1/8 |
2 |
3 |
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1/4 |
2 |
6 |
|
1/2 |
3 |
9 |
어레이저항
이 저항은 저항어레이 또는 어레이저항이라 불린다.
같은 값의 여러개의 저항을 일체형으로 만든 것입니다. 저항의 한쪽이 내부에서 이어져 있어 복수의 발광 다이오드 전류 제어를 하는 경우 등 실장 스페이스를 줄일 수 있고 사용이 편리합니다. 사진의 저항는 8개의 저항이 다음 회로의 좌측과 같이 연결 되어 있고, 표면에는 단순히 저항값만 표시되어 있는 타입 입니다.
9개의 핀이 있으며 저항값이 인쇄된 방향에서 보았을 때 제일 좌측의 핀 공통이 되는 핀입니다. 공통핀에는 점이 찍혀 있습니다.
같은 형태를 하고 있으나 4S470Ω 등과 같이 저항값 앞에 4S와 같이 표시가 붙어 있는 타입은 다리가 8개 이며 그림의 우측 회로와 같이 같은 용량의 독립한 저항이 여러개 들어 있는 것입니다.
이 종류의 저항의 정격전력은 1/8W가 대부분입니다.
금속 피막 저항
탄소계 저항보다 정밀도가 높은 저항값이 필요한 경우에 사용됩니다. 정밀도가 ±0.05%의 것도 있습니다. 우리가 보편적으로 취급하는 회로에서는 그렇게 고정밀도의 저항는 사용하지 않습니다. 정밀도를 요하는 부분일지라도 보통 ±1%정도의 정밀도면 충분합니다. 금속 피막 저항의 재료는 Ni-Cr(니크롬) 등이 사용 되고 있습니다. 이 저항의 용도는 브리지회로, 필터회로 등과 같이 저항값의 불균형이 회로의 성능에 크 게 영향을 주는 경우, 아날로그의 잡음이 걱정이 되는 회로등에 사용합니다.
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금속 피막 저항의 사이즈 |
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정격전력(W) |
굵기(mm) |
길이(mm) |
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1/8 |
2 |
3 |
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1/4 |
2 |
6 |
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1 |
3.5 |
12 |
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2 |
5 |
15 |
가변저항
가변 저항은 볼륨이라고 불리기도 하는것으로 라디오의 음량 조정처럼 용이하게 저항값을 바꿀수 있는것과, 전자 회로의 부품의 불균형에 의한 동작 상태를 조정(조절, Adj.)하기 위해 이용되는 반고정 저항이 있 습니다. 통상의 가변저항, 반고정저항은 회전할 수 있는 각도가 300도 정도지만 저항값을 미세하게 조정하기 위해서 기어를조합한 다회전(10∼25회전) 구조로 설계 된것(포텐쇼메타)도 있습니다.
저항
사진의 우측의 것은 음량 조정등, 저항값을 용이하게 변경할 수 있는 가변 저항이고 가운데 있는 원형 및 사각의 4개는 프린트기판에 실장하는 반고정 가변 저항이며 좌측의 2개는 포텐쇼메타 입니다. 포텐 쇼메타의 형태는 이 사진에 표시하는 이외에 제일 우측의 형태에 가까운 것도 있으므로 용도에 따라 모양을 선택할 수 있습니다. 회로상에 표시하는 기호는 좌측 그림과 같습니다
가변 저항은 축의 회전 각도에 따른 저항값의 변화방법에 따라
3종류로 구분 합니다. A형은 축을 오른 쪽으로 회전하는 경우 처음에는 저항값이 천천히 변화하고 후반은 급에 변화하는 타입 으로서 라디오 의 음량 조절(볼륨) 등에 사용 됩니다. 인간의 귀의 특징(작은 소리의 변화에는 민감하고 큰 소리의 변화는 무딘)에 적합 하기 때문 입니다. B형은 축의 회전과 저항값의 변화가 직선적으로 변화 하는 것 으로 회로중의 저항값 설정, 밸런스 회로등의 목적으로 사용 되며, C형은 A형과 반대로 회전의 초기는 저항값이 급격하게 변화하고 후반은 완만한 변화를 하는 타입으로서 일반적인 용도로는 사용되지 안습 니다. 시판되고 있는 가변 저항는 대부분이 A형 또는 B형 입니다.
기타 저항
탄소피막 저항, 금속피막 저항 이외에 많이 사용되는 저항의 종류로서는, 권선저항이 있습니다. 권선저항중에는 금속의 저항 선재를 세라믹 케이스에 삽입해 특수한 시멘트로 굳힌 시멘트 저항이 포함되며 1∼2W의 소형부터 수십W의 대형까지 여러 종류가 있으며, 대 전력용의 저항을 사용하는 경우 열이 많이 나므로 방열을 충분히 고려하는 것이 필요합니다.
저항의 가변원리를 이용한 소자에는 어떤 것이 있는가?
수광센서 (Cds )
빛에 의해 저항값이 변화되는 부품입니다. 카드늄을 사용한 것으로 빛의 양이 많을수록 저항값이 작아지고 어두 워 질수록 저항값이 커지게 됩니다. 수광 감도, 사이즈, 저항값 등에 따라 여러 종류가 있습니다.
사진의 것은 원통형의 직경이 8mm, 높이가 4mm 크기로, 빛을 받지 않을 때에는 2MΩ정도, 빛을 받았을 때에는 200Ω정도로 저항값이 변화합니다.
온도센서 (Themistor)
Thermistor(Thermally sensitive resistor)는 온도에 의해 저항값이 바뀌는 부품으로서 온도 조정이 필요 한 전기, 전자제품의 온도센서로 많이 사용되는 부품이며, 크게 3 종류로 나눌 수 있습니다.
- NTC(Negative Temperature Coefficient Thermistor)
온도가 상승되면 저항값이 연속적으로 감소하는 타입입니다.
- PTC(Positive Temperature Coefficient Thermistor)
온도가 상승되면 특정의 온도 이상에서 저항값이 급격히 증가하는 타입입니다.
- CTR(Critical Temperature Resister Thermistor)
온도가 상승되면 특정의 온도 이상에서 저항값이 급격히 감소하는 타입입니다.
온도계 등의 온도제어에 많이 사용되는 것은 NTC타입이 대부분 이며, NTC타입 thermistor의 온도와 저항값의 관계는 다음 공식으로 구할 수 있습니다
R : 온도T로(에서)의 저항값
T : 온도[K]
R0 : 기준 온도T0에 있어서의 저항값
T0 : 기준 온도[K]
B : 정수
기준 온도로서는 일반적으로 25℃ 가 사용됩니다.
온도의 단위는 K(케르빈)으로 절대온도(-273℃) 입니다.
25℃는 298케르빈입니다.
정격전력
예를 들면 12V의 전원전압을 사용하고, 5V에서 동작하는 회로를 동작시키려는 경우를 생각해 보자. 이와 같은 경우, 보통은 3단자 레귤레이터 등을 사용하지만, 간단히 저항기만으로 전압을 떨어뜨리려고 한 경우, 저항기의 저항값 이외에, 정격전력도 계산해 둘 필요가 있다.
이때, 5V에서 동작하는 회로의 소비전류를 모르면 계산할 수 없다. 부품의 규격표로에서 조사하거나, 시험 삼아 회로를 만들어 테스터로 측정해 보는 방법 등으로 구한다.
여기서는 그 소비전류가 100mA였다고 하자.
저항값은 12V에서 5V로 낮추는 것이므로, 저항기에 7V가 걸릴 필요가 있기 때문에 7V÷0.1A=70Ω가 된다.
이 저항기에서의 소비전력은 70Ω×0.1A×0.1A(또는 7V×0.1A)=0.7W로 된다.
계산상으로 구해진 소비전력보다 여유가 있는 정격전력의 저항기를 선택한다. 이 경우 1W가 적당할 것으로 생각한다.
기본적으로는 소비전력의 2배 정도에 해당하는 정격전력의 저항기를 사용하는 편이 무난하다. 1/8W의 저항기로는 어느 정도의 전류를 취급할 수 있는지를 계산해 보면,
47kΩ 저항의 경우, √0.125W÷47KΩ=√2.66×10-6=1.63×10-3=1.63mA로 된다. 전자회로의 신호회로에서 47kΩ에 이러한 전류가 흐르는 경우는 드물다(흐를 때는 1.63mA×47kΩ으로 되어 76.6V가 걸리는 경우이다).
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색상 |
1번띠 |
2번띠 |
3번띠 |
승수 |
오차 |
등급 |
비고 |
|
흑색 |
0 |
0 |
0 |
1Ω |
|
|
|
|
갈색 |
1 |
1 |
1 |
10Ω |
±1% |
F |
|
|
적색 |
2 |
2 |
2 |
100Ω |
±2% |
G |
|
|
등색 |
3 |
3 |
3 |
1㏀ |
±3% |
|
|
|
황색 |
4 |
4 |
4 |
10㏀ |
±4% |
|
|
|
녹색 |
5 |
5 |
5 |
100㏀ |
±0.5 |
D |
|
|
청색 |
6 |
6 |
6 |
1㏁ |
±0.25% |
C |
|
|
자색 |
7 |
7 |
7 |
10㏁ |
±0.1% |
B |
|
|
회색 |
8 |
8 |
8 |
100㏁ |
±0.05% |
|
|
|
백색 |
9 |
9 |
9 |
|
|
|
|
|
금색 |
|
|
|
0.1 |
±5% |
J |
|
|
은색 |
|
|
|
0.01 |
±10% |
K |
|
|
무색 |
|
|
|
|
|
|
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* 저항에는 4칼라와 5칼라 그리고 주문형인 6칼라가있다.
* 4칼라 보는 법은 1번띠 2번띠 승수 오차 순으로 읽는다.
* 5칼라 보는 법은 1번띠 2번띠 3번띠 승수 오차 순으로 읽는다
* 보통 흔히 쓰는 것은 1/4W의 4칼라짜리가 보통이다.
* 칼라 저항의 W는 크기에 따라 1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W등이 있다.
* 참고로 기판상에 점퍼 대용으로 0옴 의 저항도 있다 |
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