저항

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1. 명칭

저항이란? 전자공학에서 가장 기본적인 부품이다. 저항의 목적은 전류의 흐름을 지연시키고 전압을 강하하는 것이다.

 

 

2. 역할

저항은 성능이 낮은 전도체의 양쪽 끝 또는 측면에 도선이나 전도체가 2개 붙어있는 형태로 되어있다. 저항의 단위는 옴(ohm)이며, 만국 공용 기호로 그리스어의 오메가를 사용한다.

 

- 저항의 용도

1. 캐패시터 충전율 제한

2. 양극성 트랜지스터와 같은 반도체 부품의 전압 제어

3. LED 또는 기타 반도체 부품의 과다 전류 방지

4. 다른 부품과 결합하여 사용하는 오디오 회로에서 주파수 응답의 조정 또는 제한

5. 디지털 논리 회로에 입력되는 전압의 풀업 저항 또는 풀다운 저항용

6. 회로 내 한 지점에서의 전압 제어용

 

 

3. 작동원리

전류의 흐름을 지연시키고 전압을 강하하는 과정에서, 저항은 전기 에너지를 흡수하며 이를 열로 방출한다. 최신식 현대 전자회로에서는 열 손실이 대체로 몇 분의 일 와트 정도이다.

R을 저항이라 하고, U를 저항에 흐르는 전류, V를 저항에 의해 강하되는 전압이라 한다.

 

 

4. 다양한 유형

1. 축저항

 - 온통형 몸체의 양쪽 끝에 단자 2개가 나와 있는 형태이다.

 

2. 방사형 저항

 - 저항 몸체의 한쪽으로 두 단자가 평행하게 나와 있으며 보편적으로 사용되는 유형은 아니다.

 

3. 정밀저항

  - 일반적으로 허용오차가 ±1%를 넘지 않는 저항을 말한다.

 

4. 일반저항

  - 안정성과 저항값의 정확도가 떨어진다.

 

5. 전력 저항기

  - 일반적으로 1~2W 이상을 발산하는 저항이며 전원공급기나 전력증폭기에서 사용한다. 이러한 저항은 크기가 크고 방열판이나 냉각 팬을 함께 사용해야 한다. 

 

6. 권선 저항기

  - 상당한 열을 견뎌야 하는 부품에서 사용된다. 권선 자항기는 판 또는 원통형의 절연체 심을 저항을 가진 도선으로 여러 번 감은 것이다. 도선은 일반적으로 니켈크롬 합금이며 보호를 위해 코팅이 되어있다.

 

7. 후막 저항기

  - 평평한 사각형으로 생산되는 경우가 있다. 이 제품은 평평한 면에서 10W를 발산하며 부품의 저항은 1K다.

 

8. 표면 장착형 저항

  - 일반적으로 저항 성질을 갖는 잉크 필름이 산화알루미늄과 세라믹 화합물로 만든 태블릿 위에 인쇄되어 있다. 표면 장착형 저항은 니켈 도금한 단자에 납을 입혀 놓았으며, 저항을 PCB 위에 올릴 때 납을 녹여 사용한다. 윗면은 검은 에폭시로 코팅되어 있어 저항체를 보호한다.

 

9. 어레이 저항

  - 저항기 네트워크 도는 저항 사다리 라고도 하며, 같은 값의 저항을 여러 개 포함하는 칩으로 구성되어 있다.(저항의 내부 구성 종류는 고립형, 공유 버스형, 이중 단자형으로 나뉜다)

 

 

5. 재질 (다양한 재질로 이루어짐)

1.탄소복합소재
  - 탄소 입자를 결합제와 함께 섞은 것이다. 탄소의 밀도에 의해 저항 양쪽 끝 사이의 저항값이 결정되며 이 재질의 단점은 정확도가 낮고 전압 상수가 상대적으로 높으며 민감한 회로에서 소음을 유발한다. 그러나 탄소복합소재 저항기는 인덕턴스가 낮고 상대적으로 과부하 조건에 덜 민감하다.

2.탄소피막
  - 저렴하고 널리 쓰이는 유형으로 세라믹 기판에 탄소화합물 피막을 입힌 것이다. 스루홀 유형과 표면 장착형으로 모두 가능하다. 탄소피막은 탄소복합소재와 단점은 비슷하지만, 정도는 덜하다. 정확도가 중요한 회로에서는 탄소피막 저항기로 금속막 저항기를 대체해서는 안된다.

3.금속막
  - 세라믹 재질에 금속막을 침전시킨 것이며 일반적으로 탄소피막 저항기보다 성능이 좋다. 제조 과정에서 양쪽 끝단 사이의 저항을 조정하기 위해 금속막에 홈을 팔 수 있다. 이로 인해 저항기는 탄소복합소재 저항기보다 높은 인덕턴스를 갖게 되지만 소음은 줄어든다.

4.벌크 메탈 포일
  - 금속막 저항기에서 사용하는 금속 포일을 세라믹 판에 도포한 후 부식시켜 원하는 저항값을 갖도록 한다. 이렇게 제작된 저항기는 방사형으로 단자가 나 있다.

5.고정밀 권선
  - 1~2W 또는 그 이상의 전력 발산이 필요한 경우에 흔히 사용된다. 저항을 갖는 도선으로 코어 주위를 감는데 코어는 대부분 세라믹이다. 이로 인해 이러한 저항을 '세라믹'이라고 부르는 경우가 있는데 이는 부정확한 용어다.

 

 

6. 주의사항

1.열
  - 저항은 아마도 모든 전자부품 중에서 가장 견고한 부품으로 높은 신뢰도와 긴 수명을 자랑한다. 납땜 인두로 인한 과열 정도로는 저항이 손상되지 않는다. 저항의 정격전력은 꼭 그 규격의 전력을 일정하게 방출하는 데 사용해야 한다는 의미는 아니다. 작은 저항은 큰 저항처럼 과열되기 쉽다. 일반적으로 일정하게 방출하는 전력이 정격전력의 75%를 넘기지 않는 것이 안전하다. 과열은 누구나 예상하듯 전력 저항기에서 특히 문제가 되므로 방열에 대비해야 한다.

2.잡음
  - 회로 안에서 저항에 의한 잡음은 저항의 성분에 따라 달라지지만 하나의 저항에 대한 잡음은 전압과 전류에 비례한다. 저전압 회로는 가능하면 낮은 전압에서 저전력 저항을 사용해야 한다.

3.인덕턴스
  - 권선 저항기의 코일로 감긴 도선은 낮은 주파수에서 높은 인덕턴스를 갖는다. 이를 기생 인덕턴스라고 한다. 또한 이러한 코일은 공진 주파를 가질 수도 있다. 따라서 권선 저항기는 주파수가 50KHZ를 넘는 작업에서는 적합하지 않다.

4.부정확성
  -  경우에 따라서 특히 정확하지 않은 값 때문에 더 큰 문제가 발생하는 작업이 있다. 예를 들어 분압기에서 한 저항은 허용되는 오차 범위 중 가장 큰 값을 가지고 다른 하나는 가장 낮은 값을 갖는다면 두 저항의 중간에서 얻어지는 전압은 기대한 값과 많이 달라지게 된다.
  회로에 따라서는 오차가 심각한 경우도 있다. 일부 스루홀 저항기는 제조 공정 불량으로 인해 정해진 허용오차의 범위를 벗어나는 값을 갖는 경우가 종종 있다. 가장 안전한 방법은 저항을 회로 안에 배치하기 전에 측정기로 정확한 저항값을 확인 하는 것이다.
  실제로 작동하는 회로에서 저항에 의한 전압강하를 측정할 때 측정기 내부 회로의 저항이 전류 일부를 소모하게 된다. 이를 측정기 내부저항이라고 하며, 저항의 양 끝단 사이의 전위차를 낮게 읽는 결과를 낳는다.

5.잘못된 값
  - 저항을 작은 케이스에 넣어 보관할 때 실수로 다른 값의 저항이 섞여 들어갈 수 있다. 이런 문제 때문에라도 저항의 값은 사용 전 측정기로 꼭 확인해야 한다. 저항 값 확인 오류는 결코 사소한 문제가 아니며 쉽게 간과되곤 한다. 겉으로 볼 때 1M 저항과 100옴 저항은 색깔 띠 하나의 차이밖에 없다.

 

 

 

 

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