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가변저항기의 종류에는 사용하는 저항체의 종류에 따라 탄소피막형(carbon film), 서미트형(Cermet), 권선형(wire wound) 가변저항기가 있으며 이밖에도 여러가지 신소재를 이용한 제품들이 개발되고 있습니다.
대표적인 저항의 종류와 특성
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대표적인 저항의 종류와 특성
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가변저항 (포텐셔미터) 원리 (about Potentiometer) : 네이버 블로그
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가변저항 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전
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포텐셔미터(Potentiometer), 가변저항 종류
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포텐셔미터(Potentiometer)
가변저항 종류
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[전자회로 심화 1-3] 가변 저항 완벽 이해
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가변저항(Potentiometer)의 이해
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가변저항 이론과 사용법
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올바른 저항 고르기
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그래서 저항이 뭐죠
저항에는 어떤 종류가 있나요
저항은 어떻게 사용되나요
저항값은 어떻게 구분하죠
올바른 저항을 어떻게 고르죠
동양전기공업(주)
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대표적인 저항의 종류와 특성
:: 고정값 저항기(Fixed Resistor)
1) 탄소피막 저항기 (Carbon Film Resistor)
가장 널리 사용되는 형태의 저항으로 세라믹 로드(ceramic rod)에 탄소분말을 피막 형태로 입힌 후 나선형으로 홈을 파서 저항 값을 조절하는 방법으로 만듭니다. 이후에 저항의 표면에 절연 도장을 입히고 절연 도장의 유무에 따라 비절연형, 간이절연형, 절연형 등으로 구분하기도 합니다.
일반용으로 가격이 싸며 가장 많이 사용되며 고정밀도나 대전력이 아닌 모든 경우에 가장 널리 사용되는 형태의 저항입니다. 단, 전류 잡음이 크기 때문에 고정밀도를 요구하는 경우에는 금속피막형을 대신 사용하기도 합니다. —- 저항 범위：1.0 Ω∼100 ＭΩ
—- 전력 범위：1/8Ｗ,1/4Ｗ,1/2Ｗ
—- 오차 범위：±５％, ±2％
—- 온도 계수：+350∼-1300ppm/℃
——- [탄소피막 저항기의 특징]
장점 단점 >> 양산화에 의하여 가격저렴.
>> 사용온도 조건내에서의 저항치 분포양호.
>> 높은 저항치를 소형으로 제조.
>> 실장요구에 따라 형상선정이 가능. >> 저항온도계수가 비교적 크다.
>> 전류잡음이 크다.
2) 솔리드 저항기(Solid Resistor, Composition Resistor)
솔리드 저항기는 탄소 분말에 저항값 조절을 위한 혼합재를 섞고 결합제인 폴리머와 함께 그대로 성형한 형태의 저항입니다. 따라서, 저항기 전체가 저항값을 갖는 막대형 덩어리로 되어 있어 솔리드(Solid) 저항이라고 부르며 탄소 분말에 다른 물질을 혼합한다는 의미로 Carbon Composition Resistor라고 부르기도 합니다. 하지만 국내에서는 솔리드 저항기라는 이름으로 더 많이 불립니다.
한 덩어리의 저항체로 이루어진 저항이기 때문에 정확한 정밀도가 높은 저항을 만들기는 어렵지만 소형으로 고내압, 고저항의 제품을 만들기가 용이합니다. 또한, 생산 가격이 저렴하고 고주파 특성도 양호하지만 습기에 약하고 온도계수 역시 큽니다. 요즘에는 많이 생산되고 있지 않은 저항 중의 하나입니다
— [탄소피막 저항기의 특징] 장점 단점 >> 기계적으로 견고하며 가볍고 소형이다.
>> 제조 가능한 저항치 범위가 넓다.
>> 단선불량 등의 치명적 불량이 거의 없다.
>> 절연체에 의해 보호되므로 내전압이 양호.
>> 소형저항기 중에서 Pulse 및 Surge에 강하다.
>> 고주파 특성이 양호 >> 온도·습도 의존성이 크다.
>> 구성재료의 제약으로 불연화가 곤란하다.
>> 온도계수와 전류잡음이 비교적 크다.
>> 정밀한 제품을 만들기 어렵다.
3) 금속피막 저항기
정밀한 저항이 필요한 경우에 가장 많이 사용되는 저항기로 특히 고주파 특성이 좋으므로 디지털회로에도 널리 사용됩니다. 제조 방법은 세라믹 로드에 니크롬, TiN, TaN, 니켈, 크롬 등의 합금을 진공증착, 스퍼터링등의 방법으로 필름 형태로 부착시킨 후 홈을 파서 저항 값을 조절하는 방법으로 만듭니다. 대량생산에도 적합하고 온도특성, 전류 잡음 등 많은 장점을 가지고 있지만 재료의 특성상 탄소피막 저항기에 비해 가격이 비쌉니다. —- 저항 범위：20Ω∼2ＭΩ
—- 전력 범위：1/8Ｗ,1/4Ｗ,1/2Ｗ
—- 오차 범위：±0.5％,１％,２％
—- 온도 계수：±25∼±250ppm/℃
—— [금속피막저항기의 특징] 장점 단점 >> 저항온도계수가 낮다.
>> 잡음이 대단히 낮다.
>> 내열성이 우수하다.
>> 경시변화가 매우 적다.
>> 고주파 특성이 양호하다.
>> 고정밀·고안정성의 저항기 제작이 가능 >> 가격이 비싸다.
4) 산화금속피막 저항기
세라믹 로드에 금속산화물의 도전성 박막을 코팅하여 저항체를 형성하고 Cutting한 후 절연·보호도장을 하여 제조합니다. 소형으로 큰 전력용량의 저항기를 만들 수 있고 고온 안정성, 잡음, 주파수 특성도 우수한 저항입니다. 특히 열에 강하고 소형에 많은 전류를 흘릴 수 있어 전원 회로 등에 널리 사용됩니다. 저항 범위：10Ω∼100ｋΩ
전력 범위：0.5Ｗ,1Ｗ,2Ｗ,3Ｗ
오차 범위：±２％，５％
온도 계수：±200∼±350ppm/℃
—— [산화금속피막저항기의 특징] 장점 단점 >> 소형이면서 큰 전력에 견딜수 있다.
>> 실리콘계 도료의 상용으로 내열성,
불연성이 우수하다.
>> 소형이면서 큰 전력이 부하되므로 저항기의 표면온도가 높 게 상승되어 주위의 타 부품에 영향을 미칠수 있으므로 주의하여 사용한다.
>> 단위면적당의 전력밀도가 높아 저항기의 사소한 결함이 고 장으로 연결되기 쉽다.
>> 온도계수가 금속피막저항기에 비하여 높다.(±350ppm/℃)
5) 메탈 글래즈 저항기(Metal Glaze Resistor)
금속분말(RuO)과 유리 분말의 혼합물로 저항막을 만드는 저항기로 우수한 내습, 내열성을 갖습니다. 하지만 고가이기 때문에 널리 사용되기 보다는 고온이나 습도가 높은 가혹 환경에 사용되는 기기에 주로 사용됩니다. —- [메탈글래즈 저항기의 특징] 장점 단점 >> 고정체 저항기와 금속피막저항기의 중간 특성을 같는다.
>> 내습성과 내열성이 우수하다.
>> 넓은 저항치 범위를 갖는다.
>> 고가이다.
6) 휴즈형 저항기(Fusible Resistor)
휴즈형 저항기는 저항기의 특수한 형태중의 하나로 일정한 수준 이상의 전류가 흐를 때 흐름을 차단하도록 만들어진 저항기입니다.
물론, 다른 저항기 들도 정격 전압이나 정격전력 이상의 전류가 흐를 때는 저항이 파괴되지만 그 반응 시간이나 반응후의 전류 차단 특성을 보장하지는 않습니다.
휴즈형 저항기는 이런 특성을 이용하여 특정 조건에서 전류의 흐름을 차단하도록 만든 저항입니다.
– [휴즈형 저항기의 특징] 장점 단점 >> 정상상태에서는 저항기로 동작하고 과전류가 흐를 때 단선상태로 되어 회로 및 기기를 보호한다
>> 저항기로서의 신뢰서이 높고 확실한 용단 특성을 갖는다.
>> 불연도장을 한 불연성 저항기이다. >> 단선상태로 되어있을 때 높은 전압이 가해지면 Arc 방전을 일으킬 우려가 있다.
>> Pulse 부하가 가해지는 회로에는 사용을 피한다
7) 권선형 저항기 (Wire Wound Resistor)
지금까지 앞에서 설명한 저항기는 대부분 금속 또는 탄소의 피막형이었지만 권선형 저항기는 금속 저항 선을 세라믹 로드와 같은 권심에 감아서 일정한 저항 값을 갖도록 만든 저항기입니다.
따라서, 정밀한 저항값을 갖는 저항기를 만들기 용이할 뿐만 아니라 고온과 습도에도 우수한 특성을 갖는 저항기를 만들 수 있습니다. 안정성이 좋은 정밀저항이므로 주로 계측기 등에 많이 사용됩니다. 저항 범위：0.1Ω∼200ｋΩ
전력 범위：1/8W∼2W
공칭 오차：±0,.1%,１％
온도 계수：±30∼±100
—- [권선형 저항기의 특징] 장점 단점 >> 고온에 견디므로 부하전력을 크게 할수있다.
>> 과부하에 강하다.
>> 온도계수가 작다.
>> 잡음이 극히 적다.
>> 저저항값이 비교적 용이하게 얻어진다.
>> 기계적으로 강한 구조이다. >> 고저항값을 얻기가 어렵다.
>> 고저항의 경우 선경이 가늘어야 하므로 단선의 우려가 있다.
8) 권선형 무유도 저항기 (Non Inductive Wire Wound Resistor)
권선형 저항기는 권심에 저항선을 코일처럼 감아서 만들기 때문에 코일에 의한 유도 성분이 발생합니다. 이 유도 성분은 저항과 결합하여 고주파 대한 필터로 작용하거나 하여 전달되는 신호에 악영향을 미칠 수 있습니다. 따라서, 중요한 신호를 전달하는 경로에는 유도성분을 제거한 무유도 저항기를 사용합니다. 하지만, 탄소피막 저항기나 금속필름 저항기는 유도 성분이 있더라도 아주 미미하므로 굳이 무유도 저항기를 따로 분류하지는 않습니다. 권선형 무유도 저항기에서는 코일 형태의 저항선에 의한 유도 성분이 서로 상쇄되도록 감는 방향을 구분해서 감는 방법으로 유도성분을 제거합니다.
9) 시멘트 저항기(Cement Resistor)와 메탈클래드 저항기(Metal Clad Resistor)
시멘트 저항기는 온도와 습도로부터 저항기를 보호하기 위하여 저항체를 시멘트 몰드에 넣어 만든 저항기입니다. 이렇게 만든 저항기는 내전압 특성이 우수하며 고온에도 잘 견디므로 주로 대전력을 다루는 부분에 사용됩니다. 시멘트 저항기
또한, 비슷한 대전력 저항기 중에는 메탈클래드 저항기가 있는데 이 저항기는 방열성을 보다 높이기 위하여 방열핀을 갖춘 금속 케이스에 몰딩한 저항기 입니다. 메탈클래드의 금속 케이스에는 주로 알루미늄 등이 사용됩니다. 메탈클래드 저항기
시멘트 저항기와 메탈클래드 저항기에 사용되는 내부 저항체는 주로 권선형 저항기이지만 경우에 따라서는 다른 형태의 저항체가 삽입되기도 합니다.
—— [시멘트 저항기와 메탈클래드 저항기의 특징] 장점 단점 >> 불연성이다.
>> 방열특성이 우수하다. >> 무게가 무겁다.
>> 부피가 크다.
10) 후막칩 저항기(Thick Film Resistor)
회로가 점점 소형화 되고 부품의 대부분이 SMT(Surface Mount Technology) 공법에 의해 장착되면서 개발된 새로운 형태의 저항기 입니다.
이러한 칩 형태의 저항기는 세라믹 기판 위에 저항체를 후막 형태로 얹어서 제조하며 지속적으로 소형화가 이루어지고 있습니다.
특히 고주파 특성이 우수하고 소형이므로 핸드폰, 컴퓨터등의 최신 기기들에는 대부분 이러한 칩 형태의 저항기가 사용됩니다. 메탈클래드 저항기
회로가 점점 소형화 되고 부품의 대부분이 SMT(Surface Mount Technology) 공법에 의해 장착되면서 개발된 새로운 형태의 저항기 입니다.이러한 칩 형태의 저항기는 세라믹 기판 위에 저항체를 후막 형태로 얹어서 제조하며 지속적으로 소형화가 이루어지고 있습니다. 특히 고주파 특성이 우수하고 소형이므로 핸드폰, 컴퓨터등의 최신 기기들에는 대부분 이러한 칩 형태의 저항기가 사용됩니다.
—— [후막칩저항기의 특징] 장점 단점 >> 소형·박형으로 고밀도 실장이 가능하다.
>> 실장 코스트가 절감된다.
>> 고주파 특성이 양호하다. >> 고가이다.
>> 납땜조건(온도·시간)의 관리가 필요하다.
>> 기판 Pattern 배선에 주의가 필요하다
11) 네트워크 저항기(Network Resistor)
부품의 집적도를 더욱 높이기 위한 방법 중에는 아예 여러 개의 저항기를 하나의 패키지 안에 넣고 저항 네트워크를 구성하여 IC와 같은 형태를 갖는 부품도 있습니다.
물론, 이 부품은 저항이지만 외형은 기존의 다른 저항기와 달리 단자가 여러 개 나와 있으며 칩 형태의 칩 네트워크 저항기와 다리(lead)를 갖는 일반형 어레이 저항기(Array Resistor)가 있습니다. 칩 네트워크 저항기 어레이 저항기
—— [네트워크 저항기의 특징] 장점 단점 >> 직접화에 의해 조립공수를 줄이고 자동조립이 용이하다.
>> 고밀도 실장으로 실장면적이 감소한다. >> 고가이다.
>> 납땜조건(온도·시간)의 관리가 필요하다.
>> 기판 Pattern 배선에 주의가 필요하다
12) 박막형 칩 저항기(Thin Film Chip Resistor)
박막형 칩 저항기는 후막형 칩 저항기와 거의 같은 모양을 가지고 있지만 저항체 막의 두께가 훨씬 얇고 저항체 금속으로 Ni-Cr계, TiN, TaN 등이 주로 사용된다.
박막형 칩 저항기는 후막저항기보다 저항값 허용차와 저항온도계수특성이 정밀하고 전류 노이즈특성, 고주파특성이 우수하여 정밀 기기 등에 주로 사용된다.
심화 외형으로 저항기 구분하기
:: 가변 저항기(Variable Resistor)
가변 저항기는 저항 값을 바꿀 수 있는 형태의 저항의 총칭입니다. 흔히 볼륨(Volume)이라고 부르는 단어는 신호의 양을 조절한다는 의미이지만 일반적으로 손잡이를 돌려서 저항 값을 가감하는 가변저항을 가리킵니다.
영문 표기로는 potentiometer라는 단어를 더 많이 사용하지만 우리말로 포텐셔메타 라고 말할 때는 보다 정밀한 precision potentiometer를 주로 가리킵니다.
가변저항기의 종류에는 사용하는 저항체의 종류에 따라 탄소피막형(carbon film), 서미트형(Cermet), 권선형(wire wound) 가변저항기가 있으며 이밖에도 여러가지 신소재를 이용한 제품들이 개발되고 있습니다. 또한, 형태에 따라서는 일반적인 가변저항기와 반고정 저항기, 정밀형 가변저항기(Precision Potentiometer), IC형 가변저항기 등이 있습니다.
—— [저항체 재료에 따른 가변저항의 종류] 종류 영문명칭 >> 탄소피막 가변저항기 >> Carbon Film Variable Resistor >> 서미트형 가변저항기 >> Cermet Variable Resistor >> 권선형 가변저항기 >> Wire Wound Variable Resistor >> 전도성 플라스틱 가변저항기 >> Conductive Plastic Variable Resistor
—— [형태에 따른 가변저항의 종류] 종류 영문명칭 >> 볼륨형 가변저항기 >> Panel Mountable Potentiometer >> 슬라이드 가변저항기 >> Slide Potentiometer >> 반고정 저항기 >> Trimmer Potentiometer >> 정밀형 가변저항기 >> Multi Turn Precision Potentiometer
* 위의 구분은 표준 용어가 아니라 업체에서 흔히 사용하는 관용 용어이므로 업체에 따라 표기 방법이 조금씩 다를 수 있습니다.
1) 탄소피막형 가변저항기
가장 일반적인 형태의 가변저항기로 베이클라이트와 같은 절연기판 소재에 탄소 피막을 입혀 저항 값을 조절하고 저항기의 한쪽 전극을 탄소피막 위를 이동시켜 저항값을 조절합니다. 저항체의 특성은 일반적인 탄소피막 저항기와 거의 같으며 전극의 이동에 회전축을 이용하는 형태와 좌우로 이동하는 형태가 있습니다. 특히 가장 널리 사용되는 용도에는 오디오용 볼륨이나 Balancer 등이 있으며 흔히 볼륨이라고 할 때는 탄소피막형 회전축 가변저항을 의미합니다.
—— [탄소피막형 가변저항기의 특징] 장점 단점 >> 가격이 비교적 저렴하다.
>> 성능이 안정되어있다. >> 저항온도계수가 크다.
2) 서미트형 가변저항기
세라믹을 절연체로 cermet(ceramic과 metal을 혼합한 저항체) 저항체를 이용한 정밀 가변저항입니다. Cermet은 탄소피막에 비하여 내구성이 강하고 정밀한 저항값 조절이 가능합니다. 또한, 온도계수가 낮고, 내습성이 우수하지만 가격이 비싸므로 주로 아날로그 회로의 바이어스 조정, 레벨 미조정 회로와 같이 세밀한 조정이 필요한 곳에 사용합니다
—— [세미트형 가변저항기의 특징] 장점 단점 >> 저항온도계수가 낮다.(±100 ∼ ±300ppm/℃)
>> 소형이다
>> 미세 조정이 가능하다. >> 가격이 비싸다.
3) 권선형 가변저항기
권선형 고정 저항기와 마찬가지로 절연체 권심에 저항선을 감아 만듭니다. 권선형이므로 대전력형을 만들기가 용이하기 때문에 주로 전류, 전력 조절용 가변저항부에 많이 사용하지만 크기가 크고 높은 저항값을 얻기가 어렵습니다. 또한, 유도성분이 발생하기 쉬워 고주파 회로에는 적합하지 않습니다.
—— [권선형 가변저항기의 특징] 장점 단점 >> 온도특성이 우수하다.(±50ppm/℃이하)
>> 고정밀 저항기가 가능하고 안정적이다.
>> 대전력형이 가능하다.
>> 절연체에 의해 보호되므로 내전압이 양호. >> 고가이다.
>> 고저항값을 얻기가 매우 어렵다. (수Ω∼수㏀)
>> 대전력형인 경우 발열이 크다.
>> 주파수가 높은 교류에 사용이 어렵다.
4) 볼륨형 가변저항
앞에서도 잠시 절명했지만 볼륨형이라는 단어는 오디오의 볼륨에 주로 사용된다는 의미에서 나온 말입니다. 하지만 국내에서는 오디오 볼륨과 같은 형태 즉, 기기의 외부에 손잡이를 두고 항상 조절 가능한 형태의 가변 저항을 볼륨이라는 단어로 사용합니다. 그러나, 해외에서는 Volume이라는 단어 대신에 Potentiometer 또는 Attenuator라고 부르기도 합니다.
볼륨형 가변 저항은 대부분 탄소피막 저항체를 사용하며 사용 용도에 따라 밀폐형과 개방형이 있고 회전축을 중심으로 전극이 움직이는 형태가 가장 많이 사용됩니다. 좌우로 전극이 움직이는 경우에는 슬라이드 가변저항이라고 부릅니다.
5) 반고정 가변저항
반고정 저항은 볼륨형 저항과 달리 대부분 회로 기판에 직접 장착되며 회로의 동작점을 미세조정할 때 사용합니다.
그러므로, 케이스 외부로 노출되는 손잡이가 없는 대신 일자 혹은 십자 드라이버로 조절하도록 되어 있습니다.
이러한 반고정 가변저항은 영문으로 trimmer potentiometer라고 부릅니다.
6) 정밀 가변저항
정밀 가변저항(Precision Potentiometer)은 일반형 가변 저항이 1회전 또는 270°의 회전각을 갖는데 비하여 2회전 이상의 회전으로 저항값을 보다 정밀하게 조절할 수 있는 저항을 말합니다. 정밀 가변저항에는 볼륨형과 반고정형이 있으며 주로 사용되는 형태는 반고정형입니다. 정밀 가변저항은 고정밀도를 요구하는 회로에 사용되기 때문에 Cermet 저항체 또는 권선형 저항체가 사용됩니다.
:: 서미스터와 배리스터
서미스터(Thermistor)와 배리스터(Varistor)는 저항의 일종이지만 다른 저항과는 용도가 조금 다릅니다. 이들 부품은 빛과 온도에 반응하여 저항값이 변하며 센서의 용도로 사용됩니다.
1) 서미스터
일반적으로 모든 물질은 온도가 변화함에 따라 전기저항 값이 달라집니다.
저항기의 저항온도계수도 이 특성을 나타내는 것입니다. 저항기에서는 이 수치가 낮을수록 안정된 저항이라고 할 수 있지만 반대로 이 특성을 적극 활용한 부품이 바로 서미스터(Thermistor)입니다.
서미스터는 금속산화물을 혼합 성형한 후 소결(sintering)이라는 과정을 거쳐서 만드는 부품으로 저항이라기 보다는 반도체 소자에 가까운 부품입니다. 하지만 회로 안에서의 전기적인 역할은 분명히 저항이며 온도 센서의 역할을 합니다. 표준형 NTC 서미스터
NTC(Negative Temperature Coefficient Thermistor)
– 온도가 상승되면 저항값이 감서하는 특성을 갖는 서미스터입니다. (부온도특성 서미스터)
PTC(Positive Temperature Coefficient Thermistor)
– 온도가 상승되면 저항값이 증가하는 특성을 갖는 서미스터입니다. (정온도특성 서미스터)
CTR(Critical Temperature Resister Thermistor)
– NTC와 비슷하지만 온도가 상승되면 특정의 온도 이상에서 저항값이 급격히 감소하는 서미스터입니다. 이중에서 가장 널리 사용되는 것은 NTC 서미스터이며 컴퓨터의 메인보드에서부터 각종 냉온방기의 온도 센서로 널리 사용됩니다. 서미스터 소자의 온도 측정 범위는 -50℃ ~ 500℃까지 다양하지만 실제로는 실온 부근의 온도 측정에 가장 많이 사용되며 보다 고온의 온도 측정에는 PT100 측온저항체와 같은, 다른 종류의 온도 센서들이 사용됩니다.
2) 배리스터(Varistor)
포텐셔미터(Potentiometer), 가변저항 종류
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포텐셔미터 (Potentiometer)
· ≒ 가변저항 (Potentiometer)
· 전자회로에서 저항값을 임의로 바꿀 수 있는 저항기입니다. 가변저항을 사용하면 저항을 바꾸어 전류와 전압을 바꿀 수 있습니다. 즉, 사용자가 직접 저항값을 임의로 바꿀수 있습니다.
· 손잡이를 돌릴 때 마다 내부 저항이 바뀌는 장치로 출력핀으로 들어가는 전압이 변화하게 됩니다. (0~5V) 이를 통해 아날로그 핀으로 읽어서 입력 장치로 사용
· 아두이노 핀 연결은 위에는 5V쪽에 연결하고 끝에는 GND쪽에 연결을 합니다. 그리고 가운데 있는 핀은 아날로그 입력핀에 연결을 하게 됩니다.
· 동그란 손잡이를 시계방향 또는 반시계 방향으로 돌릴 때 마다 내부의 저항이 바뀌는 장치입니다. 이를 통해 가운데 핀(ex: 연결된 아날로그 0번 핀)으로 들어가는 전압이 바뀌게됩니다.
가변저항 종류
· 가변저항은 사용하는 저항체의 종류에 따라 다양하며, 회전축을 중심으로 전극을 움직이거나, 좌우로 전극을 움직이는 방식으로 저항값에 변화를 줍니다.
· 가변저항은 가전 제품부터 산업용 제품에 이르기까지 폭넓은 시장에서 활용되고 있습니다.
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[전자회로 심화 1-3] 가변 저항 완벽 이해
안녕하세요.
Edward입니다.
이번에는 세 번째 저항의 종류의 한 종류를 다뤄보는 시간을 갖도록 하겠습니다.
이번에 다룰 주제는 “가변 저항(Potentiometer)”입니다.
혹시 이전 내용에 대해서 모르시거나, 저항에 대해서 궁금하시다면 아래 링크 참고해주세요^^
[전자회로 입문 1] 저항 완벽 이해 [전자회로 심화 1-1] 금속 저항 완벽 이해 [전자회로 입문#] 옴의 법칙이란?! [전자회로 심화 1-2] 어레이 저항 완벽 이해가변(Potentiometer) 저항이란?!
가변저항(Potentiometer)은 전자회로에서 저항값을 임의로 바꿀 수 있는 저항기이다. 가변저항을 사용하여 저항을 바꾸면 전류의 크기도 바뀐다.
장비 운용 중 사용자에 의해 조작되는 형태와 장비 내부에서 생산 또는 교정 중 조정되는 반고정 저항 등의 형태가 있다. 소자의 특성상 3 단자인 경우가 많다. 일반적으로 회전형의 것이 많이 사용되나 오디오 믹서에서처럼 직동방식도 있다. 한 축에 두 개 이상의 가변저항이 결합된 형태도 있고 오디오의 음량 조절용처럼전동기가 내장된 형태도 있다. 회전각이 한 바퀴가 안 되는 형태와 10, 15, 22회전형 등이 있으며 무한회전형도 있다. 회전체의 각도를 검출하는 용도로도 사용된다.
– 출처 위키 백과
여기서 중점으로 둬야 할 부분은 딱 이 부분입니다.
“저항 값을 임의로 바꿀 수 있는 저항기” 이게 가변저항입니다.
또한 이전 설명의 내용을 참고하자면, 가변저항이란 다음과 같습니다.
1. 크게 A, B 형으로 구분되어 있으며, 저항 값을 변경 가능한 소자임.
더 정확하게는 A형, B형, C형이 있으며, 아래 그래프와 같아요.
가변저항 동작 그래프
B형은 동작 그래프가 로그 지수 함수적이라서 A형보다 고가입니다.
B형은 오디오 음량, 유압, 변위, 압력에 사용됩니다.
오디오 쪽에 B형을 사용하는 이유는 사람이 소리에 둔감하기 때문입니다.
일반적으로 쉽게 구할 수 있는 저가형 가변저항은 A형입니다.
가변저항 심벌은 아래와 같습니다.
가변저항 심볼
그리고 가변저항은 아래 이미지와 같이 다양한 종류가 있습니다.
생긴 건 다르지만 원리는 같습니다 ^^
가변저항
가변 저항 사용 이유
가변 저항을 사용하는 가장 큰 이유는 저항을 조절할 수 있어서겠죠??
이미 위에서 설명했지만 다시 한번 말씀드리면, 음량 조절 혹은 고정 저항 값으로는 도달할 수 없는,
아날로그 회로 등에 많이 사용됩니다.
가변 저항의 동작 원리
가변저항의 동작 원리는 간단합니다.
가변저항 동작 원리
가변저항은 3개의 핀을 가지고 있습니다. (1: VCC, 2: Vout, 3:GND)
그리고 가변저항은 왼쪽 그림의 1번과 3번처럼 저항이 일자로 쭉 늘어져 있으며,
2번의 위치에 따라 1번과 3번의 저항 값이 달라지게 됩니다.
2번은 사용자가 손으로 돌리는 핀으로 “샤프트”라고 합니다.
그리고 이를 회로적으로 분석하게 된다면 가장 오른쪽의 회로와 같아요.
2번 핀 위치 기준에 따라 저항 값이 정해지는데, 이때 왼쪽을 R1, 오른쪽을 R2라 하겠습니다.
R1과 R2로 나눈 이유는 계산을 해보려고 하기 때문입니다.
가장 오른쪽 회로를 계산할 때는 전압 분배 법칙이라는 공식을 사용하여 계산하게 되는데요.
전압 분배 법칙 공식은 아래와 같아요 ^^. 이 공식의 기반은 옴의 법칙입니다.
전압 분배 법칙
그래서 위 회로의 값과 전압 분배 법칙 공식을 매칭 하여 계산하면 다음과 같아요.
V in은 1번 핀에 인가되는 5V 전압이며,
R1과 R2는 5K짜리 가변저항을 2K와 3K로 임의로 맞춰서 계산한 것입니다.
계산 결과는 3V가 나왔고 전압 출력은 3V가 됩니다.
여기서 많은 분들이 헷갈려하는 부분이 있는데요,
Vout과 “샤프트”는 다른 핀입니다.
위 이미지의 가변저항 핀들을 보시면 3 핀입니다. 그리고 별도로 저항 값을 조절할 수 있는 샤프트가 부착되어 있죠.
샤프트는 R1, R2의 저항 값을 정하는 기능을 가진 핀입니다.
가변 저항의 동작을 좀 더 깊게 알고 싶고 이를 아두이노와 접목시켜 이해하고 싶다면 아래 링크를 참고해주세요^^
8. [Tutorial] 아두이노 아날로그 실습(가변저항)
감사합니다 ^^ 다음에는 NTC 써미스터에 대해 알아보겠습니다!
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