저항(Resistor)의 종류 / 저항의 정격전류 및 표시

저항(Resistor)의 종류 / 저항의 정격전류 및 표시

 

 

1. 저항기 (Resistance) 의 사용용도

① 전압이나 전류를 낮추고자 할 때

② 변화하는 전압이나 전류를 얻고자 할 때

③ 적당한 시정수(時定數)를 얻고자 할 때

④ 주파수가 변화하여도 항상 일정한 저항이 필요할 때

⑤ 다른 회로와의 결합을 막고자 할 때

⑥ 음질을 개선할 때

⑦ 적당한 전압이나 전류를 공급하고자 할 때

⑧ 댐핑(damping)이 필요할 때

⑨ 주파수 대역폭을 넓히고자 할 때

⑩ 위상을 조절하고자 할 때

※ 1 Volt의 전압이 공급되고 있을 때 1 Ampere(암페어)의 전류를 흐르게 하는 정도의 저항을 1Ω 이라 한다.

 

2. 저항의 정격전력

저항기를 사용하면 저항 값은 물론 정격전력, 저항값 오차에 관해 생각해야만 한다. 정격전력이란 전류를 공급헀을 때 저항기가 견딜 수 있는 소비전력(Watt)을 말하며 {전류의 제곱(I2)×저항(R)}, 이 소비전력 이하의 저항을 사용하면 저항기가 많은 열을 발생하게 되고 결국 타버리는 경우가 흔히 있다. 전자회로에서의 신호회로는 1/8W로도 충분하지만, 전원회로, 발광 다이오드의 전류 제어용과 같은 저항기에는 큰 전류가 흐르기 때문에 정격전력을 염두에 두어야 한다.

가령 12V의 전원전압을 사용하여 6V에서 동작하는 회로를 만들려고 할 경우에 보통은 3단자 레귤레이터등을 사용하지만, 저항기만으로 전압을 낮추려고 하려면 저항의 저항값과 정격전력도 계산해 둘 필요가 있다.

예로 저항으로 전압을 낮추는 회로를 만들어 테스터로 측정해 보았더니 소비전류가 100mA였다면 이 저항은 12V에서 6V로 낮추는 것이므로, 저항기에 6V가 걸리게 되기 때문에 6V÷100㎃=60Ω 이 된다. 이 저항기의 소비전력은 60Ω×100㎃²=0.6W로 된다. 그러나 저항기의 정격전력은 계산된 소비전력보다 여유 있는 전력의 저항기를 선택해야 하는데, 저항기의 선택은 대체적으로 계산된 소비전력의 대략 2배 정도에 해당하는 정격전력의 저항기를 사용하는 편이 무난하다.

 

3. 저항값의 표시

저항값의 표준은 JIS C5001에서 E 표준 계열로 정해져 있다. 이것은 10을 대수적으로 몇 등분하여 정해져 있다.

그 예로서 E3이라는 계열은 10을 대수적으로 거의 3등분하여 [1], [2.2], [4.7], [10]으로 표시하고 있으며, E6 계열의 경우는 [1], [1.5], [2.2], [3.3], [4.7], [6.8], [10]으로 된다.

또 E12라는 계열은 [1], [1.2], [1.5], [1.8], [2.2], [2.7], [3.3], [3.9], [4.7], [5.6], [6.8], [8.2], [10]으로 된다. 또한 E 계열에는 3, 6, 12 계열 이 외에도 24, 48, 96, 192 라는 계열이 있다. 저항값의 표시는 통상 E12 계열을 제일 많이 사용하고 있다. 그리고 저항값의 표시는 숫자로 인쇄하기 위해서는 부품의 크기 작기 때문에 컬러코드(color code)를 이용하여 색깔로 표시하고 있는 저항도 있다.

 

4. 저항의 종류

저항기는 크게 고정저항기와 가변저항기로 나누어진다. 그리고 사용하는 재료에 따라 탄소계와 금속계로 분류된다.

< Fig01. 탄소저항기, 금속저항기 >

 

1) 탄소 피막저항

가장 일반적이고 저가격의 저항기이다.  저항 값의 오차는 ±5%의 저항기가 가장 많으며,  정격전력으로는 1/8, 1/4, 1/2 Watt의 저항기가 많으며 잡음이 심하다.

< Fig02. 탄소피막저항기 >

 

< Fig03. 피막저항기의 구조 >

 

2) 금속 피막저항

탄소계 저항기보다 오차가 적은  높은 정밀도의  저항 값이 필요한 경우에 사용된다. 오차는 ±0.05% 정도의 것도 있으나, 일반적인 전자회로에서는 고정밀도라고 해도 ±1% 정도의 저항기로도 충분하다. 금속피막 저항기의 저항체 재료는 Ni-Cr(ni-chrome)등이 사용되고 있고, 금속피막 저항기의 용도는 브리지 회로 등, 저항 값의 오차가 회로의 성능에 크게 영향을 미치는 경우에 사용한다.

< Fig04. 금속피막저항기 >

 

위로부터 1/8W(저항 값 오차 ±1%) 1/4W(저항 값 오차 ±1%) 1W(저항 값 오차 ±5%) 2W(저항 값 오차 ±5%)의 저항기이다.

 

3) 권선 저항기

권선저항기는 저항체를 금속 선을 재료로 사용한 것으로,  선의 길이를 조정하여 정밀한 저항 값을 얻고 있다. 그리고 굵은 선재를 이용하여 대전력용의 저항기를 만들 수 있다.  결점으로는 선을 절연체에 코일형태로 감아 붙이기 때문에, 주파수가 높은 회로에는 사용 할 수 없다. 많이 볼 수 있는 저항기는 법랑으로 덮은 할로우(hollow) 저항기와, 세라믹케이스에 삽입하여 특수한 시멘트로 굳힌 시멘트 저항기 등이 있다. 전력은 1W 부터 수십Watt까지 다양한 종류가 있다.

< Fig05. 법랑저항 & 세멘트저항 >

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4) 가변 저항기

가변저항기는 일반적으로 볼륨(Variable ohm)이라고 부르는 경우도 많다. 라디오 등  음량조정과 같이  저항 값을 바꿀 수 있는 것과,  전자회로에서 부품의 오차에 의한 조정(adjust: ADJ)해야 하는 경우 등에 사용하는,  통상 저항 값을 바꾸지 않는 반 고정 저항기가 있다. 가변저항기, 반 고정 저항기는 회전할 수 있는 각도가 300˚ 정도이지만, 저항 값을 세밀하게 조정하기 위해 기어(Gear)를 조합하여  다 회전(10∼25회 정도) 시킬 수 있는 포텐쇼미터(potentiometer)도 있다.

< Fig06. 가변저항기 >

 

5) 칩 저항

< Fig07. 칩저항 >

 

칩 저항은 소형으로 최근에 PC 및 이동체 제품에 많이 사용되고 있으며 소비전력은 1/16W ~ 1W 정도 까지이며 오차범위는 + 1%에서 +10% 등 다양한 종류가 있다.

 

※ 소비전력과 크기 비교

       1/16W              :  1.0mm × 0.5mm

       1/10W,1/16W    :  1.6mm × 0.8mm

       1/8W,1/10W      : 2.0mm × 1.25mm

       1/4W,1/8W       :  3.2mm × 1.6mm

       1/4W                :  3.5mm × 2.5mm

       1/2W                :  5.0mm × 2.5mm

       1W                   :  6.4mm × 3.2mm

 

오차 : F : ±1% G : ±2% J : ±5% K : ±10%

※ 칩 저항의 저항 값은 105, 214 등으로 암호화하여 사용하고 있다.

 

6) 어레이 저항

< Fig08. 어레이저항 4S타입 >

 

그림과 같은 형태의 저항기를 어레이(Array)라 부르며, 여러개의 같은 값을 가진 저항기가 일체형으로 만들어져 있다. 여러 개의 발광다이오드 전류를 제어하는 경우 등 공간이 적게 해결되어 편리하다. 좌측 사진의  저항기는  8개의 저항기가 그림 같이

되어 있다. 저항 값만(470Ω이라는 식으로) 표시되어 있는 것은 이 타입이다. 9개의 리드(다리)가 있으며, 저항 값이 인쇄된 면에서 보았을 때, 맨 좌측의 리드가 공통(common) 리드이다.

또 4S470Ω이라는 식으로 머리에 4S를 붙여 표시하고 있는 저항 어레이도 있다. 이 타입은 리드가 8개로 그림과 같이 독립된 저항기가 4개 내장되어 있는 것이다. 이 저항기의 정격전력은 대략 1/8W 정도다. 이 외에도 캐패시터 및 다이오드 등을 어레이로 하여 이용되고 있으며 아래의 사진과 같은 예이다.

< Fig09. 어레이저항 >