전자회로의 기초: 저항(Resistor) 완전 정리
5V 핀에 LED를 직결했더니 LED가 순식간에 타 버리거나, 풀업 저항을 너무 작게 잡아 전원 소비가 늘어나는 경우가 있습니다. 저항은 가장 단순한 부품이지만 값, 허용오차, 정격 전력 세 가지를 모두 맞추지 않으면 회로가 오동작합니다.
이 글은 옴의 법칙을 실제 선정 계산에 연결하고, 컬러 밴드와 표준수열을 읽어 부품을 고르는 순서까지 정리합니다.
페이지내용
전자회로 저항, 값만 맞추면 되는 부품이 아닌 이유
저항은 전류가 흐르는 길을 좁혀서 흐름을 줄이는 부품입니다. 마치 수도관에 달린 수도꼭지가 물의 흐름을 조절하는 것처럼, 저항은 전자의 흐름을 통제합니다.
옴의 법칙으로 LED 전류제한 저항 계산하기
저항은 전압과 전류의 관계를 설명하는 옴의 법칙(V = IR)에서 중요한 역할을 합니다. 전압이 일정할 때 저항 값이 크면 전류가 적게 흐르고, 저항 값이 작으면 전류가 많이 흐릅니다.
# 5V 전원, 적색 LED(Vf=2.0V), 목표 전류 10mA
vcc, vf, i = 5.0, 2.0, 0.010
r = (vcc - vf) / i # 300 ohm
r_std = 330 # E24 계열에서 가까운 값
i_real = (vcc - vf) / r_std # 약 9.1 mA
p = (vcc - vf) * i_real # 약 27 mW -> 1/4W 저항이면 충분
print(r, i_real, p)계산값 300Ω은 표준수열에 없으므로 E24의 330Ω을 고르고 실제 전류를 다시 계산합니다. 전류가 목표보다 조금 낮아지는 쪽(안전한 방향)으로 올림하는 것이 원칙이며, 마지막으로 P=V·I를 구해 정격 전력이 충분한지 확인합니다.
탄소피막·금속피막·권선 저항, 어떤 기준으로 고를까
“표준수열 E12는 한 데케이드에 12개 값(허용오차 약 ±10%), E24는 24개 값(약 ±5%), E96은 96개 값(약 ±1%)을 갖는다.”
— IEC 60063 표준수열 (E 시리즈, 요약 인용)
- 탄소피막 저항: 가장 일반적인 저항으로 가정용 전자기기에 널리 사용됩니다.
- 금속피막 저항: 온도 변화에 강하고 오차율이 낮아 정밀 회로에서 주로 사용됩니다.
- 가변저항: 다이얼을 돌려 저항 값을 바꿀 수 있는 저항으로, 흔히 포텐셔미터라고 불립니다.
저항 컬러 밴드 읽는 법
저항 값은 몸체에 그려진 컬러 밴드로 표시됩니다. 각 색상은 숫자나 곱셈 값을 나타내며, 마지막 띠는 오차율을 의미합니다. 예를 들어 갈색(1), 녹색(5), 빨강(×100), 금색(±5%)이면 1.5KΩ ±5%를 뜻합니다.
저항 컬러 코드표
저항 값은 컬러 밴드로 표시되며, 각 색상은 숫자·승수·오차율을 의미합니다. 아래 표는 저항의 색상 코드표입니다.
| 색상 | 첫째 수, 둘째 수 | 셋째 수 (승수) | 오차값 |
|---|---|---|---|
| 검정 | 0 | 1 | – |
| 갈색 | 1 | 10 | ±1% |
| 빨강 | 2 | 10² | ±2% |
| 주황 | 3 | 10³ | – |
| 노랑 | 4 | 10⁴ | – |
| 초록 | 5 | 10⁵ | ±0.5% |
| 파랑 | 6 | 10⁶ | ±0.25% |
| 보라 | 7 | 10⁷ | ±0.1% |
| 회색 | 8 | 10⁸ | ±0.05% |
| 흰색 | 9 | 10⁹ | – |
| 금색 | – | 0.1 | ±5% |
| 은색 | – | 0.01 | ±10% |
| 무색 | – | – | ±20% |
실무에서 자주 쓰는 저항 용도: 풀업·분압·션트
저항은 우리가 사용하는 거의 모든 전자제품에 들어 있습니다. 전구 밝기 조절, TV와 라디오의 회로, 충전기, 컴퓨터 메인보드까지 다양한 곳에서 저항이 쓰입니다. 작은 부품 같지만 전자공학의 기초를 지탱하는 중요한 존재입니다.
정리
- 저항은 전류의 흐름을 제한하는 기본 수동소자
- 옴의 법칙 V=IR과 밀접한 관계
- 탄소피막, 금속피막, 가변저항 등 다양한 종류
- 컬러 밴드로 저항 값 확인 가능
- 생활 속 거의 모든 전자기기에 필수적으로 사용
전자회로 저항 관련 실무 질문
Q. 1/4W 저항을 1/2W로 바꿔 꽂아도 되나요?
전기적 특성은 같고 크기만 커지므로 대체는 가능합니다. 다만 PCB 패드 간격과 높이가 달라질 수 있어 실장 공간을 먼저 확인해야 합니다.
Q. 저항도 전력을 소비하는데 배터리 기기에서는 어떻게 줄이나요?
풀업 저항을 10kΩ에서 100kΩ으로 올리면 정지 전류를 10분의 1로 줄일 수 있습니다. 대신 신호 상승 시간이 길어지므로 버스 속도와 배선 용량을 함께 확인해야 합니다.
Q. 5% 탄소피막과 1% 금속피막은 가격 차이가 큰가요?
대량 구매 기준으로 개당 몇 원 수준의 차이라서, 정밀 분압이나 센서 회로에는 1% 금속피막을 기본으로 쓰는 편이 안전합니다. 온도 계수도 금속피막이 더 낮습니다.
Q. 고주파 회로에서 저항값이 달라지는 경우가 있나요?
리드와 권선 구조가 기생 인덕턴스를 만들어 수십 MHz 이상에서는 임피던스가 저항값과 달라집니다. 고주파에서는 칩 저항을 쓰고 리드를 최대한 짧게 가져가야 합니다.
이 글은 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 실제 기기·환경·정책에 따라 결과가 다를 수 있습니다. 보다 정확하고 최신인 정보는 아래 공신력 있는 기관의 자료를 함께 참고하시기 바랍니다.
