저항이란

1.저항이란

전기의 흐름을 방해하는 것,전기가 잘 흐르지 못하게 하는것.전기부품이라고 전자 용어 사전에 나와 있더군요,

물질은 자유전자의 이동에 따라 전기적인 성질을 가지게 됩니다. 자유전자가 그 물질을 통과할때 물질을 구성하고 있는 원자에 의해 흐름을 방해받게되는데 이를 저항이라고 할 수 있겠습니다.전자의 이동이 전류이라고 할때 전류의 흐름을 억제하는 기능을 가지고 있는 것입니다.

전류의 흐름을 어느정도 억제하는가에 따라 크게는 부도체,반도체,도체로 나눌 수도 있겠고 저항값이 크다 또는 작다라고도 말할 수 있겠습니다. 다음 내용은 타 사이트에서 인용한 내용인데 도움이 될것같아서 그대로 인용합니다. 어떤물질 내부에 자유전자가 이동하게 되면 전자(電子:Electron)는 전기적 성질을 갖기 때문에 전류의 흐름이 된다. 즉 전류는 단위시간당 이동하는 전자의 수에 따르는데 1초동안에 6.28*10E+18개의 전자가 이동하면 1 암페어(Ampere)가 흐른다고하며 기호로는 1[A]로 표시된다.
그런데 물질내부에는 그물질을 구성하는 원자가 있으므로 결국 이 자유전자들은 이 원자들 틈새를 이동해야 하므로 이동하는데 방해를 받는다. 이렇게 전자의 이동을 방해하는 성질을 저항(Resistance)이라고 한다. 그러므로 물질의 전기저항은 다음의 4가지요소에 따라 달라진다.(물질의 종류,전선의 단면적,전선의 길이,온도)

모든물질은 그 구성원자의 구조가 다르므로 물질에 따라 자유전자가 이동하는 틈새를 다르게 한다. 그러므로 같은 수의 전자가 투입되어도 이동할 수 있는 틈새가 다르므로 단위시간당 통과할 수 있는 전자의 숫자는 달라진다. 또 같은 물질이라도 단면적이 클수록 이동할 수 있는 틈새공간은 넓어진다. 통과해야할 길이가 긴 경우에는 시작단에서 끝단까지 통과하는데 시간이 많이 걸리게 되고, 이에 따라서 단위시간당 통과하는데 어려움이 있게된다. 그러므로 전기저항을 나타내는 식은 다음과 같다.

(물질의저항) = (물질의 종류에 따르는 상수) * (길이) / (단면적)

또, 대부분의 물질은 온도가 높아지면 원자가 활발하게 운동한다. 그러므로 자유전자가 이동할 때는 활발한 원자의 움직임 때문에 이동이 방해를 받게 되는데 이 원인 때문에 대체로 물질의 전기저항은 온도가 높아질수록 전기저항이 증가한다.

도체와 절연체, 저항체

은이나 구리,알루미늄과 같은 금속종류는 비교적 자유전자가 쉽게 이동할 수 있는 물질이기 때문에 전기저항이 매우 적은 값이다. 이러한 물질을 도체(Conductor)라 하며 전선종류로 많이 사용되어진다. 이에 비해 유리, 사기, 종이, 프라스틱, 고무, 비닐 종류는 자유전자를 거의 이동시킬 수 없기 때문에 부도체 또는 절연체(Insulator)라 하며 주로 전기절연재료로 사용된다.

도체내부에 자유전자가 이동할 때 일부전자는 원자 등과 부딛쳐서 운동에너지의 일부가 빛이나 열로서 방출하게 된다. 이렇게 발생되는 열을 쥬울(Joule)열이라고 하며, 그 크기는 흐르는 전류의 제곱과 저항의 크기에 비례한다.

(쥬울열) = (전류의 제곱) * (저항)

전기로 열을 발생하는 전기난로나 전기다리미, 전기온풍기 등은 저항이 어느정도 있고 자체가 높은 저항에 견디어야 한다. 그러므로 이러한 저항체는 니크롬선(니켈과 크롬의 합금선)이 사용된다. 또한 열과 함께 빛이 잘 발생되도록 한 것의 예로서 백열전구를 들 수 있다. 전구의 필라멘트재료로는 텅스텐이 사용되는데 이것은 쉽게 열화되지 않으면서 고온에 견딜 수 있다.

그러나 송전선과 같은 대용량의 전기를 수송할 목적의 전선은 쥬울열이 적을 수록 손실이 적으므로 구리나 알루미늄선이 주로 사용된다.

이번에는 전기 전자 회로 및 산업 현장에서 사용되는 저항(기)에 대해 알아보겠습니다.

저항값의 단위는ohm이라는 사람의 이름을 사용하여 ohm(Ω:옴)이 사용되고 있습니다. 저항의 기호로는 R로 표시하고 단위기호로는 Ω( Ohm:오∼옴 )으로 표시합니다. 회로도의 기호로는 으로 표시합니다.

1V의 전압을 가했을 때 1A의 전류가 흐르는 경우의 저항을 1Ω이라 합니다.그리고, 1000Ω은 1kΩ(킬로옴), 1000kΩ은 1MΩ(메가옴)이라 부릅니다.

저항기를 사용하는 경우에 중요한 포인트는 저항값은 물론이거니와, 정격전력, 저항값 오차가 있습니다.
정격전력이란 저항기가 견딜 수 있는 소비전력(W:와트)으로, 전력은 전류의 제곱(I2)×저항(R)으로 구할 수 있으며, 이 이하로 사용하지 않으면 저항기가 열을 발생하게 되고 결국 타버리는 경우도 흔히 있습니다.
전자회로에서 흔히 사용되는 것으로 1/8W, 1/4W, 1/2W 등이 있는데 오디오나 텔레비젼 등의 가전 제품에도 많이 사용됩니다..
전자회로의 신호회로(미약전류)에서는 1/8W나1/4W 로 충분하지만, 전원회로, 발광 다이오드의 전류제어용 또는 고출력 amp 과 같은 저항기에는 생각보다 큰 전류가 흐르기 때문에 정격전력을 생각하여 사용해야 합니다

2.저항값을 읽어 봅시다.

다음은 저항값 읽는 법을 알아 볼께요.저항값의 표준에 대해서는 우리나라 KS 규격으로도 정해져 있지만, KS 규격은 그 대부분이 일본 JIS 규격을 모방(?)하고 있으며, 실제로 업계에서는 JIS 규격을 훨씬 많이 이용하고 있다고 합니다.
여기서도 JIS를 기준으로 설명합니다. 저항값의 수치 분할 방법은 JIS C5001에서 E 표준 계열로 정해져 있습니다. 이것은 10을 대수적으로 몇 등분하여 정해져 있는데...

허용차 수치의 분류 방법과 종류 분할 수치간의 비 　
20% 10 15 22 33 47 68 100 약 1.5 E6 표준치
10% 10 15 22 33 47 68 100 약1.2 E12 표준치
12 18 27 39 56 82
5% 10 15 22 33 47 68 100 약 1.1 E24 표준치
11 16 24 36 51 75
12 18 27 39 56 82
13 20 30 43 62 91

　

표에서는 10Ω에서 100Ω까지의 저항에 대하여 수치를 나누고 있습니다.저항값 표시의 10배,100배 또는 1/10배 1/100배에서도 같이 적용됩니다.표에 나와있지 않지만 E3의 경우, 10을 대수적으로 거의 3등분하여 [1], [2.2], [4.7], [10]으로 하고 있으며
E6의 경우는 [1], [1.5], [2.2], [3.3], [4.7], [6.8], [10]으로 됩니다.
E12는 [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 됩니다.

다음은 저항값 표를 보기로 합시다.(JIS C 6406 -1967의한 저항기 표시 방법)

색 별
첫 째 수
둘 째 수
배 수(공 수)
오 차

까만색
0
0
100
　
갈색
1
1
101
　
빨간색
2
2
102
　
오렌지색
3
3
103
　
황색
4
4
104
　
녹색
5
5
105
　
파란색
6
6
106
　
보라색
7
7
107
　
회색
8
8
108
　
흰색
9
9
109
　
금색
　 　 10-2
± 5 %

은색
　 　 10-2
± 10%

무색
　 　 　 ± 20%


　

위의 그림에서 왼쪽에서 오른쪽으로 적색, 보라색, 갈색, 금색 순으로 표시 되어 있을 때는 적색=2, 보라색=7, 갈색=1, 금색=± 5 %을 나타내고 있으므로 이 저항값은 27×101 =270Ω이 됩니다.아.참.오차는 ± 5 %가 되네요................이해가 되시죠! 경문이가 정리한 내용인데 ....일단 저항 10개정도를 가지고 연습해보면 저항보자마자 저항값을 알게되리라 믿습니다.

더 자세한 내용은 요기야요.저항Color Table

3.저항의 종류에는 어떤 것이 있을까요?

저항기는 크게 고정저항기와 가변저항기로 나누어집니다.고정 저항은 저헝값이 고정되어 있는 것을 말하며 가변 저항기는 흔히 오디오 볼륨을 생각하면 좋겠습니다.

그리고 사용하는 재료에 따라 탄소계와 금속계로 분류됩니다.

1) 탄소피막 고정저항기: 보통 카본 피막 저항기라고 하며 일반적으로 많이 사용되고 있으며 저가격입니다. ± 5 % 의 저항기가 가장 많으며 정격전력으로는 1/8,1/4,1/2등이 많습니다. 탄소 피막 저항기는 잡음이 많다는 결점때문에 아나로그 회로에서는 금속계의 저항기를 사용하는 경우가 많습니다. 일반 디지탈회로에서는 저렴한 탄소계의 저항을 사용하여도 문제가 되지 않습니다.

　

상측부터
1/8[W]

1/4[W]

1/2[W]


　

정격전력(W) 굵기(mm) 길이(mm)
1/8__________ 2 ________ 3

1/4__________ 2 ________ 6

1/2__________ 3 ________ 9


2) 금속피막 고정저항기 : 전류잡음의 문제가 되는 회로에 적합하다고 하더라구요. 주로 높은 정밀도의 저항이 필요할 때 사용됩니다. 금속 피막 저항기의 재료로는 Ni-Ci(Nichrome)등이 많이 사용되며 브리지 회로나 필터 회로등에서 주로 사용되고 있습니다.

.

왼쪽 그림의 상측부터
1/8 W 오차 ± 5 %

1/4 W 오차 ± 5 %

1 W 오차 ± 5 %

2 W 오차 ± 5 %

의 저항기입니다.


정격 전력(W) 굵기 (mm) 길이 (mm)
1/8 2 3
1/4 2 6
1 3.5 12
2 5 15

3) 산화금속피막 고정저항기

4) 탄소계 혼합체 고정저항기: 일반적으로 카본 솔리드 저항이라고 부르는데 이 저항기도 많이 사용되다라구요

5) 권선 저항기(금속선 고정 저항기) : 권선 저항기는 금속의 미세한 선을 재료로 사용한 것으로 ,선의 길이를 조정함으로써 정밀한 저항값을 얻을 수 있습니다. 전력용과 정밀용이 있는데, 주로 굵은 선을 사용하여 대전력용의 저항기로 사용되며 주파수 특성이 문제가 된다고 하는데 이는 선을 절연체에 코일 형태로 감아 붙이기 때문에 주파수가 높은 회로에서는 사용할 수 없습니다. 흔히 볼수 있는 것으로는 저항기를 법랑으로 덮은 할로우 저항기와 특수한 시멘트로 굳힌 시멘트저항기가 있습니다. 대전력용 저항기를 사용할때에는 방열도 충분히 고려해야 겠지요.


(위)10W할로우 저항기 (아래)50W

5W용 시멘트 저항기


. 이번엔 가변 저항기를 알아 볼까요..

가변 저항기의 기호로는 으로 표시합니다. 오디오나 텔레비젼의 소리의 크기를 조절하는 것입니다. 전자회로에서는 여러가지의 조정을 실행하여야 할 경우가 있는데 이때도 가변 저항기가 주로 사용됩니다. 실습등에 사용하는 가변저항기는 회전각이 300도 정도이지만 저항값을 정밀하고 세밀하게 조정하기 위해 다회전 시킬 수 있는 가변저항기도 있습니다. 주로 정밀 기기에서 사용되더군요.

　

1) 탄소계 혼합체 피막 가변저항기 : 보통 볼륨으로 많이 사용 하죠...

2) 금속피막 가변저항기 : 산업기기에 주로 사용하는데 반고정저항기로써 역할이 큰 저항이래요.

3) 금속계 혼합체 피막 가변저항기

4) 저항선 가변저항기 : 저전력용, 고전력용, 정밀용으로 용도가 많데요..

저항치는 0.01 ∼ 1012Ω, 표준전력정격은 1/8∼250W(watt),정확도는 0.005∼20% 범위에 있데요

가장 일반적인 저항은 carbon solid 저항기인데 1/4 또는 1/2 W, 1Ω∼100MΩ,5% or 10%를 갖는 표준저항기 set이랍니다.

그밖의 저항기



이 저항기는 저항 어레이라고 부르는 것으로 같은 저항값을 가진 여러개의 저항을 묶어 일체형으로 만든 것입니다. 디지탈 회로에서 주로 사용되며 LED전류 제어하는 경우에도 사용되며 회로의 실장공간이 줄어들어 편리합니다, 저항기의 인쇄면에서 보았을때 맨 좌측의 리드가 공통(COMMON)단자입니다. 같은 모양이면서 4S 라고 표시된것도 있는데 이것은 독립된 저항기 4개가 내장된것입니다. 대략 1/8W이며 Size는 각 저항업체의 사양서를 참고하시길 바랍니다.

관련 내용)

Q)비디오 신호 입력단 회로를 보면"임피던스를 맞추기 위해" 75옴 저항을 다는데요...

그 저항이 구체적으로 어떤 역할은 무엇일까요?

A)전력선 같은 경우에는 서로 다른 전선이 연결될때,그 연결점에서 전력이 반사되는 것을 막기 위해 양 전력선의 임피던스가 같은 값을 가지도록 한다고 들었습니다. 같은 원리라면, 비디오 신호 선의 저항을 측정해서그 저항값에 해당하는 저항을 입력단에 달아야 하는 것이 아닌지요. 전선의 길이가 짧기 때문에 그 저항을 무시한다고 하고비디오 소스의 출력단의 저항이 75옴이기때문에그 저항에 맞춘다고 생각되기는 합니다. 그러면 왜 비디오 출력단은 75옴이죠? 보통 신호 출력단의 임피던스는 0에 가까울 수록 좋다고 하던데....IMPEDANCE MATCHING이 필요한 이유는?????

POWER를 최대한 공급(A가 신호원 , B가 LOAD 즉 MONITOR etc.일 경우A에서 나오는 WATT가 B에 최대한 크게 공급)하기 위한것으로 LOW FREQUENCY일 경우는 그렇게 문제가 되지않으나 1Mhz이상의 신호에서는 반사파의 영향도추가되어 원 신호가 왜곡 되어 버리죠

즉 음성신호는 대충 SETTING하여도 문제가 되지 않으나 VIDEO신호는 IMPEDANCE MATCHING이 필요한 것입나다.

(관련 사진과 내용은 타사이트 및 토론 그룹에서 인용한것이 있습니다.)

관련 내용은 계속 Update할것이며 추가로 저항 계산법에 대하여 준비중입니다




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표준전지;
http://heebok.kongju.ac.kr/experiment/electron/e404.htm
http://www.phys.pusan.ac.kr/exp/experiment/Hall%20Effect/HALL%20EFFECT.html

표준전지 설명;
전위차(電位差)를 측정할 때, 표준으로 사용되는 전지.
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온도가 일정하면 일정한 기전력(起電力)을 가지게 만들어 졌으며, 전류를 흘리는 것을 목적으로 하지 않고, 전압의 기준으로 사용되는 전지를 말한다. 20 ℃에서 기전력은 1.0183 V이고, 온도가 1 ℃ 상승할 때마다 0.04 mV 저하한다. 구성은 양극에 수은, 음극에는 카드뮴아말감, 전해액으로 황산카드뮴을 사용한다. 이것을 웨스턴 또는 카드뮴 표준전지라고 한다. 이 웨스턴 전지는 1872년경 미국 전기기술자 E.웨스턴이 발명한 표준전지이다. 표준전지는 기전력이나 전압값을 정확하게 측정할 때 기준이 되는 전압을 얻는 것이며, 취급에 신중을 기해야 한다. 기계적인 충격 ·진동을 준다거나, 직사일광(直射日光)에 쬐는 일은 피하여야 한다. 또 전류를 흐르게 하는 데 1 μA 이하가 되게 해야 한다.