전자공학을 공부하거나 전자회로를 만들 때 가장 먼저 마주치는 것이 바로 수동소자(Passive Components)입니다. 이름만 들으면 어렵게 느껴지지만, 사실은 우리가 일상에서 자주 접하는 원리와 크게 다르지 않습니다. 오늘은 전자회로의 기본 뼈대를 이루는 대표적인 수동소자 3종 ― 저항(Resistor), 커패시터(Capacitor), 인덕터(Inductor) ― 에 대해 차근차근 소개해 보겠습니다.
페이지내용
회로의 벽돌: 수동소자란 무엇일까?
집을 지을 때 벽돌이 필요하듯, 전자회로에도 기본이 되는 부품들이 있습니다. 이 부품들은 스스로 전력을 만들어내지 않고, 대신 전류와 전압을 조절·저장·방출하는 역할을 합니다. 이런 성질을 가진 부품들을 통틀어 수동소자라고 부릅니다. 쉽게 말해, 회로에서 “흐름을 다듬는 도구”라고 생각하면 됩니다.
전기 수도꼭지, 저항(Resistor)
저항은 전류의 흐름을 줄여주는 역할을 합니다. 물이 흐르는 수도관에 수도꼭지를 달면 흐름을 조절할 수 있듯, 전류도 저항을 만나면 속도가 제한됩니다.
- 원리: 옴의 법칙 V = IR (전압 = 전류 × 저항)
- 활용: 전구 밝기 조절, 전류 제한, 전압 분배
- 재미있는 사실: 저항 값은 보통 컬러 밴드로 표시됩니다.
작은 배터리처럼 충전되는 커패시터(Capacitor)
커패시터는 전기를 ‘저장했다가 방출’하는 부품입니다. 마치 작은 물탱크처럼 전기를 잠시 담아두고 필요할 때 흘려보내죠.
- 특징: 직류(DC)는 막고 교류(AC)는 통과
- 활용: 전원 안정화, 플래시 충전, 신호 필터링
- 비유: 카메라 플래시가 대표적인 사례입니다.
자기장의 마법, 인덕터(Inductor)
인덕터는 코일 모양의 부품으로, 전류가 흐르면 자기장이 생기는 성질을 이용합니다. 전류가 갑자기 변하려고 하면 이를 방해하면서 에너지를 자기장에 저장합니다.
- 원리: 렌츠의 법칙 – 전류 변화에 반대
- 활용: 무선 충전, 스피커 필터, 노이즈 제거
- 쉽게 이해하기: 스위치를 켰을 때 불이 안정적으로 켜지는 이유와 비슷합니다.
돌려서 조절하는 재미, 가변 소자
고정된 값 대신 원하는 대로 바꿀 수 있는 소자도 있습니다. 대표적인 것이 가변저항(포텐셔미터)로, 흔히 볼륨 다이얼에 쓰입니다. 라디오 주파수를 맞추던 가변 커패시터도 같은 원리입니다.
조합의 힘, RC·RL·RLC 회로
수동소자들은 단독으로도 중요하지만, 조합하면 더 큰 역할을 합니다.
- RC 회로: 저항+커패시터 → 고역통과/저역통과 필터
- RL 회로: 저항+인덕터 → 전류 안정화
- RLC 회로: 공진 현상(특정 주파수 선택)
왜 수동소자만으로는 부족할까?
수동소자는 전류를 조절하거나 저장하는 데 뛰어나지만, 증폭(amplification)은 할 수 없습니다. 즉, 신호를 크게 만들거나 소리를 키우는 일은 못한다는 뜻이죠. 이 역할은 트랜지스터나 오퍼앰프 같은 능동소자가 담당합니다.
👉 다음 글에서는 전자회로의 심장, 능동소자를 소개할 예정이니 기대해 주세요.
정리
- 저항: 전류의 흐름을 제한하는 전기 수도꼭지
- 커패시터: 전기를 잠시 저장했다 방출하는 작은 배터리
- 인덕터: 전류 변화를 막으며 자기장을 만드는 코일
- 가변 소자: 값을 직접 조절할 수 있는 다이얼
- 조합 회로: 신호 처리와 필터링의 기초
전자공학의 세계는 거창해 보이지만, 이렇게 기본 수동소자만 이해해도 이미 절반은 문을 연 셈입니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
전자회로에서 수동소자와 능동소자의 차이는 무엇인가요?
수동소자는 전력을 스스로 만들어내지 않고 전류와 전압을 조절·저장·방출만 합니다(저항, 커패시터, 인덕터 등). 반면 능동소자는 외부 전원을 이용해 신호를 증폭하거나 스위칭할 수 있습니다(트랜지스터, 오퍼앰프 등).
저항의 컬러 밴드는 어떻게 읽나요?
저항에 표시된 색띠는 저항 값과 오차율을 나타냅니다. 예를 들어 빨강(2), 보라(7), 갈색(×10), 금색(±5%)이면 270Ω ±5%를 의미합니다.
커패시터는 왜 직류(DC)를 막고 교류(AC)는 통과시키나요?
커패시터는 전하를 저장하는 성질이 있어 일정한 방향의 전류(DC)는 충전 후 막지만, 교류(AC)는 끊임없이 방향이 바뀌므로 주기적으로 충방전이 일어나 통과할 수 있습니다.
인덕터는 어디에 많이 사용되나요?
인덕터는 자기장을 활용하기 때문에 전원 회로에서 노이즈 제거, 스피커 필터, 무선 충전, 통신 회로 등 다양한 분야에 쓰입니다.
RC 회로는 어떤 역할을 하나요?
RC 회로(저항+커패시터)는 신호 필터 역할을 합니다. 저역통과(저주파만 통과), 고역통과(고주파만 통과) 기능을 통해 오디오 회로나 통신 회로에서 불필요한 신호를 걸러내는 데 사용됩니다.