[전자 하드웨어 기초] 5. 저항 -1- (저항이란 무엇인가?, 옴의 법칙)

 안녕하십니까. 리습입니다.

 이제 본격적으로 전자 하드웨어를 다뤄보도록 하겠습니다.

 전자 하드웨어를 다룬다는 것은 전기의 흐름을 원하는데로 조절하는데 있습니다. 그렇게 하기위해 우리는 여러가지 소자(부품)들을 사용하여 전류를 제어하고 전압을 조절합니다. 그렇게 하기 위한 가장 기본적인 부품이 바로 '저항기', 저항 입니다.

저항이란 무엇인가?

<좌측. 일반적인 DIP 타입 저항, 중앙. SMD 타입의 칩저항, 우측. 회로도 상의 기호>

 위의 사진들이 저항들입니다. DIP타입의 저항은 평소 많이 보셨을 겁니다. 납땜을 할 때 홀을 만들어서 땜질을 하는 부품들이죠. SMD타입의 칩저항 들은 회로기판 위에 붙이는 형태입니다. 이런 형태에 대해선 다음에 자세하게 다룰것입니다. 또한 우측은 회로도 상에서 저항의 기호입니다.

 저항은 말 그대로 전기적 흐름을 강제로 방해하는 소자입니다. 흐름을 방해하여 전기적 위치에너지의 차이(전위차, 전압)을 만들어내기도 하고 전기적 흐름을 제어하여 자신이 원하는 만큼의 전류를 흐르게 하기도 합니다. 예를 들어 상수도 관에서 중간에 돌을 넣어 흐름을 방해하는 것과 같은 것입니다. 

 그리고 이러한 저항을 이해하기 위해선 한가지 수식을 알아야 합니다. 옴의 법칙입니다.

옴의 법칙 ( Ohm's Law )

 

 전기흐름에 방해하는 작용을 전기 저항이라하며, 저항이 클수록 전류는 적게 흐릅니다.이것을 보고 독일의 옴이 정리하여 만든 법칙이 바로 옴의 법칙입니다. 식은 다음과 같습니다.

 

< I = 전류 , V : 전압 , R = 저항 , A(암페어) : 얼마나 전류가 흐르는지에 대한 단위 >

 즉 회로에 흐르는 전류의 크기는 전압에 비례하고 저항에 반비례한다 라는 것입니다. 이 때 저항의 크기를 ~옴이라고 하며 기호는' Ω '를 사용합니다. 이런 식은 많이 보셨을 겁니다. 매우 익숙한 식이기도 하죠. 그럼 옴의 법칙을 이해하도록 하기 위해서 예를 한번 들어보도록 하겠습니다. 5V 건전지를 가지고 1Ω 저항에 연결시켰습니다. 그러면 옴의 법칙에 따라 I = 5/1 이므로 5A 라는 전류가 흐르게 되는 것입니다. 

 한번 회로도를 그려서 위 예를 보도록 하겠습니다.

 회로도를 봐도 같습니다. 건전지에서 5V 짜리 전압나와 저항에 걸리게 되고 1Ω짜리 저항을 만남으로써 5A짜리 전류가 흐르도록 제한되는 것입니다.  왼쪽에 긴막대와 작은 막대가 있는 것이 건전지 기호이며 긴 쪽이 + 극입니다. 전압부터 차례로 생각하면서 나간다면 저 회로에 흐르는 전류가 얼마일지 계산하는 것도 가능한것입니다. 옴의 법칙을 이용해서 말이죠.

 우선 저항이 무엇인가? 라는것을 배워보았습니다. 그러면서 동시에 저항을 해석하는 옴의 법칙이라는 것도 알아보았습니다.

 이제 본격적으로 저항에 대해서 자세히 알아보도록 하겠습니다.