전기 저항의 역할과 저항색상코드 읽는 방법

1. 전기 저항이란?

전기에는 전압, 전류, 저항의 세 가지 요소가 있으며 이들의 조합에 따라 전기가 흐르는 방식이 결정됩니다. 전압, 전류, 저항의 관계는 옴의 법칙을 따르며 E(전압) = I(전류) × R(저항)로 표현됩니다. 전기 저항은 전기의 이 세 가지 요소 중 하나이며 단위는 옴(Ω)입니다.

내성의 원인은 물질에 따라 다릅니다. 금속의 경우 금속에 존재하는 전도 전자에 의해 전기가 전달됩니다. 그러나 흐름이 결정 격자의 진동으로 인한 입자 간섭(포논)의 영향을 받으면 흐름이 억제됩니다. 이것은 금속의 전기 저항입니다.

반면에 절연체와 반도체에는 전도 전자가 없습니다. 전기는 가전자대와 전도대 사이의 전하 전달로 인해 흐릅니다. 그러나 원자가와 전도대가 서로 가깝지 않기 때문에 원자가 전자에 에너지가 공급되지 않으면 전기가 흐를 수 없습니다. 이 경우 원자가 전자에 필요한 에너지는 저항입니다.

저항은 전기 흐름의 어려움입니다. 금속과 같은 도체는 저항이 낮은 반면 고무 및 가죽과 같은 부도체는 저항이 높습니다.
일반적으로 저항이 소비하는 전력은 열 에너지로 방출됩니다. 따라서 예를 들어 과전압 또는 과전류로 인해 전자 장비가 예상보다 더 가열되어 장비 소손 또는 화재가 발생할 수 있습니다. 반면에 동일한 전압에 대해 저항 값이 높을수록 옴의 법칙으로 인해 흐르는 전류가 감소하여 전력 소비가 낮아집니다.

 

 

 

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2. 저항이란?

저항은 전기가 흐르기 어렵게 만드는 데 사용되는 부품으로 회로의 어느 곳에나 흐르는 전류 또는 인가되는 전압(신호를 보내거나 장치에 전압을 인가하는 것을 의미)을 조절하는 데 사용됩니다.

 

1) 저항의 유형과 특성

 

저항에는 다음과 같은 유형이 있으며 각 유형에는 고유한 특성이 있습니다.

 

• 탄소막 저항기

 

광범위한 저항 값을 가진 가장 저렴하고 가장 일반적인 저항입니다. 탄소 필름으로 덮인 세라믹 표면이 있는 저항을 탄소 저항기라고도 합니다. 일본에서는 "탐피"라고도 합니다. 정격 전력(와트)에는 1/4W(0.25W), 1/2W(0.5W) 및 1W가 포함됩니다. 저렴하고 취급하기 쉬운 것이 장점이지만, 온도가 올라갈수록 저항치가 낮아지는 것이 단점입니다.

 

• 고체 저항기

 

탄소 조성 저항기(CCR) 또는 고체 조성 저항기라고도 하는 고체 저항기는 수지와 혼합된 탄소 분말로 만들어집니다. 그들은 높은 내전압과 높은 저항을 가진 저항을 생산할 수 있는 능력이 특징입니다. 내구성이 뛰어나고 가혹한 조건에 강하지만 탄소막 저항기는 정확도가 낮고 비용이 높기 때문에 최근 몇 년 동안 더 일반적으로 사용됩니다. 정격 전력(와트tage)에는 1/4W(0.25W) 및 1/2W(0.5W)가 포함됩니다.

 

• 금속 필름 저항기

 

탄소 필름 저항기와 유사하지만 니켈-크롬과 같은 금속으로 덮인 세라믹이 특징입니다. 온도 계수가 작고 정확도가 상대적으로 높지만 다소 비쌉니다. 정격 전력(와트)에는 1/4W(0.25W), 1/2W(0.5W) 및 1W가 포함됩니다.

 

• 금속 산화막 저항기

 

세라믹 표면에 산화주석과 같은 금속 산화막으로 감싼 저항입니다. 코팅은 산화된 금속이기 때문에 고온에서 타지 않으므로 중전력 응용 분야에 자주 사용됩니다. 또 다른 장점은 정격 전력에 비해 저렴하다는 것입니다. 그러나 정확도 및 온도 특성은 금속 필름 저항기보다 열등합니다. 정격 전력(와트)에는 1/2W(0.5W), 1W, 2W 및 3W가 포함됩니다.

 

• 권선 저항기, 시멘트 저항기, 에나멜 저항기

 

니크롬선과 같이 저항이 높은 얇은 금속선으로 구성된 저항기로, 세라믹 보빈 또는 이와 유사한 주위에 감겨 있습니다. 시멘트로 코팅되거나 채워진 이 것은 권선 시멘트 저항기이고 에나멜로 코팅된 것은 에나멜 권선 저항기입니다. 저항은 낮지만 전력은 높은 것이 특징입니다. 온도 계수가 작고 내열성이 장점이지만 코일 구조로 인해 인덕턴스 성분이 있습니다. 1/8W에서 100W까지 광범위한 전력을 지원합니다.

 

• 네트워크 저항기

 

여러 저항이 하나의 패키지에 결합되어 있습니다. 목적과 용도에 따라 다양한 저항이 조합되어 만들어집니다.

 

• 반고정 저항기

트리머 저항기 또는 전위차계라고도 하는 이 저항은 드라이버로 손잡이를 돌리거나 구성 요소를 추가하여 저항을 변경할 수 있는 가변 저항입니다.

 

 

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2) 저항의 용도

저항은 다음과 같은 방식으로 사용됩니다.

 

• 전류 제한 저항

 

저항은 전류 흐름이 너무 높아지지 않도록 제한하는 데 사용됩니다. 예를 들어 LED를 켤 때 LED에 직접 전원을 연결하면 LED가 손상됩니다. 저항은 LED와 전원 공급 장치 사이에 직렬로 배치되어야 하며, 이를 전류 제한 저항이라고 합니다. 순방향 전압(Vf)이 2V인 LED를 5V의 전원에 연결하고 10mA의 전류로 ON하는 경우. R = (5V-2V)/0.01A = 300Ω 전류 제한 저항이 필요하다.

 

 

 

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• 전압 분배기 회로

전압 분배기라고도 하는 전압 분배기 회로는 전압을 분할하는 데 사용되는 회로 또는 저항입니다. 전자 회로의 기본 계산 문제에서 소개되지만, 고전압 회로와 같이 전압을 직접 측정할 수 없는 경우에는 전압 분배기 회로를 사용하여 고전압을 측정합니다. 광전자 증배관은 또한 여러 다이노드에 전압 분배기를 적용해야 합니다. 이 경우 전압 분배기도 사용됩니다.

 

 

 

 

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• 풀업 저항 및 풀다운 저항

이 저항기는 스위치 및 센서와 같은 외부 신호가 마이크로 컨트롤러에 입력될 때 필요합니다. 예를 들어, 회로에 마이크로 컨트롤러와 스위치를 연결할 때 스위치와 마이크로 컨트롤러를 직렬로 연결하면 스위치가 꺼지면 마이크로 컨트롤러의 입력 핀이 어디에도 연결되지 않습니다.

이 상태를 고임피던스(Hi-Z) 또는 플로팅이라고 합니다. 이 조건으로 인해 회로는 잡음과 서지에 취약하여 회로 안정성이 감소하고 마이크로 컨트롤러가 손상됩니다.

이러한 상황을 방지하려면 스위치에서 볼 때 마이크로 컴퓨터와 저항을 병렬로 배열하십시오. 이러한 방식으로 마이크로 컨트롤러의 입력 단자는 항상 저항에 연결되고 "부동" 상태를 피하기 위해 높거나 낮게 고정됩니다. 이를 풀업 저항과 풀다운 저항이라고 합니다.

 

풀업 저항기

 

 

 

풀다운 저항기

 

 

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• 종단 저항

터미네이터 또는 터미네이션이라고도 하는 터미네이션 저항은 통신 케이블, 특히 고주파 케이블의 끝에 부착되는 전자 부품입니다.
컴퓨터 장비용 고주파 신호 케이블에서는 파형의 일부가 케이블 끝에 반사됩니다.
따라서 고주파 신호의 에너지를 발산하기 위해 저항을 사용해야 합니다. 이를 위해 종단 저항이 사용됩니다.

 

 

 

 

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3. 저항기 색상 코드 판독 및 계산

저항의 저항 값은 표면에 인쇄된 색상 코드에서 읽을 수 있습니다. 저항의 맨 오른쪽에 인쇄된 색상은 오류를 나타내고, 오른쪽에서 두 번째 색상은 승수를 나타내고, 왼쪽의 색상은 저항 값의 수를 나타냅니다.

은과 금에는 오차만 할당되기 때문에 먼저 오른쪽에서 은이나 금을 찾으면 저항을 찾기가 더 쉬울 것입니다. 은색이나 금색을 사용하지 않으면 검은색, 빨간색 또는 갈색이 오른쪽에 표시됩니다.

 

 

 

 

 

실제로 읽는 방법의 예를 살펴 보겠습니다.

 

 

4700 Ω = 4.7 kΩ

 

이 예에서 왼쪽의 노란색과 보라색은 저항 숫자, 오른쪽에서 두 번째 빨간색은 자릿수, 맨 오른쪽의 금색은 오류입니다. 노란색은 4, 보라색은 7, 빨간색은 2이며 금의 경우 오차가 ±5%이므로 이 저항은 4,700 Ω입니다.

 

 

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4700 Ω = 4.7 kΩ

 

다음 예제에서는 4,700 Ω이지만 노란색은 4, 자주색은 7, 검은색은 0, 갈색은 1입니다. 맨 오른쪽의 갈색은 ± 1%의 오차를 나타냅니다.

 

저항을 선택할 때는 먼저 저항의 정격 전력을 확인하십시오. 대략적인 지침으로, 정격 경감 전력이 회로 전력 손실의 두 배 이상인 저항을 선택하십시오. 저항이 소비하는 전력은 다음과 같이 계산됩니다.

예를 들어, 5V, 10mA 회로의 경우 필요한 저항은 옴의 법칙에 따라 500Ω입니다. 따라서 저항이 소비하는 전력은 0.01x5 = 0.05W입니다. 따라서 정격 전력이 0.1W 이상인 저항을 선택하십시오.

반면에 12V, 1.2A 회로에서 저항은 10 Ω입니다. 저항이 소비하는 전력은 1.2x12 = 14.4W입니다. 이러한 정격 전력의 저항 또는 시멘트 또는 에나멜 저항기만 선택됩니다.
저항은 모양은 비슷하지만 유형과 저항이 다양한 구성 요소입니다. 저항의 특성과 저항을 읽는 방법을 알고 오류 없이 사용할 수 있습니다.