저항(Resistance)의 개념과 저항을 사용하는 이유

 

📍 저항이란? 

저항은 전류가 흐르는 것을 방해하는 소자로 단위는 옴(Ω)을 사용한다.  

저항기호

 물질 내부의 자유전자가 이동하게 되면 전자는 전기적 성질을 갖게 되므로, 전류의 흐름이 생긴다. 이 자유 전자들은 물질의 내부를 구성하는 원자들 사이를 이동해야 되는데 이 때, 원자와 자유 전자가 충돌하여 운동을 방해받는다. 이러한 전자의 이동을 방해하는 것을 저항(Resistance)라고 한다. 

 

 물질의 전기저항은 물질의 종류, 전선의 단면적, 전선의 길이, 온도 등에 의하여 차이가 생기게 된다. 또한 전자의 이동의 차이로 인해, 같은 물질이라도 단면적의 크기가 클수록 전자의 이동 공간이 커져 저항은 적게 되고, 길이가 길수록 전자가 이동하는 시간이 많이 걸리기 떄문에 저항은 커지게 된다. 

 

 저항의 역할은 에너지를 낭비하는 것이다. 저항에서 발생한 전력(P= I^2 R)은 대부분 열로 방출된다. 저항은 단순히 전류를 줄이거나 전압을 조정하는 역할만 하고, 실제로 유용한 일을 하진 않는다. 

 

1️⃣ 저항은 왜 사용할까? 

 저항은 전류가 과도하게 흐르는 것을 막아 회로를 보호하고, 원하는 전압을 얻기위해 사용된다. 처음부터 전압과 전류를 적절하게 공급하면 저항이 필요없을 수도 있다. 하지만 현실적으로 우리가 사용하는 전원은 고정된 전압값을 제공한다 때문에 전압과 전류는 대부분 전원에서 공급되는데 이 전압과 전류가 항상 부품에 딱 맞출 수 없는 경우가 많다. DC-DC변환기(레귤레이터)를 사용하면 전압을 조정할 수 있지만, 비용이 비싸고 회로가 복잡해진다. 이러한 여러가지 이유로 저항은 간단한 해결책이기 때문에 저항을 사용하여 전압을 조정하고, 전류를 제한하여 부품을 보호한다. 

 

1) 과전류 보호 

 전류가 너무 많이 흐르면 회로가 과열되거나 부품이 손상될 수 있다.

 

예를 들어, LED는 보통 20mA정도의 전류만 흘릴 수 있는데, 저항 없이 전원을 직접 연결하면 너무 많은 전류가 흘러 LED가 타버린다. 그래서 저항을 추가하여 전류를 적절한 수준으로 제한한다. 

 

2) 전압 분배 (전압 조정)

 저항을 이용하면 전압을 조정할 수도 있다.

 

예를 들어 9V 배터리를 사용하지만 어떤 센서는 3.3V만 필요할 경우, 저항을 이용한 전압 분배 회로로 적절한 전압을 만들어 줄 수 있다. 

 

 

cf) 모든 전자 부품은 저항을 어느 정도 가진다. 예를 들어 LED도 내부적으로 작은 저항이 있지만 LED는 빛을 내는 것이 주된 기능이므로, 단순한 저항과는 다르다.

 

 

 

 

 

 

Reference

 

▪ https://ket-jm.tistory.com/90

저항의 개념과 역할, 저항은 왜 쓰는걸까?

▪ https://m.blog.naver.com/haneham/221223869265

저항의 종류 및 이해