저항의 기능과 용도

1.저항의 기능

LED(발광 다이오드)가 빛나기 위해서는 그 양단에 2 V의 전압을 가할 필요가 있습니다.
그러나 그림1-(a)와 같이 건전지 1개( 약 1.5V)에서는 전압이 부족하기 때문에 발광하지 않습니다.
전압을 높이기 위하여 그림1-(b)와 같이 전지 2개를 직렬로 연결하면
전압(약3V)이높아서 전류가 너무많이 흐르게 되고 그로인해 LED가 파손됩니다.
여기서 LED와 건전지 사이에 그림1-(C)처럼 적당한 크기의 저항기를 삽입하면
적당한 밝기로 발광하며 LED와 건전지에 무리를 가하지 않고 잘 동작합니다.
이와 같이 전류의 흐름을 제한하는 것으로 전기회로를 순조롭게 동작하도록 하는 기능을 가지고 있는 것이 저항기이며
전기 회로에 빠질수 없는 부품의 하나입니다.

 

(a) 발광하지 않는다

(b) 전류가 너무 흐른다

(c) 이상적인 동작 상태

2.옴의 법칙

앞의 예에서 전기 회로를 동작 시키기위해 적당한 크기의 저항기를 사용하는 것으로 하였지만
도대체 어느 정도 저항값의 저항기를 사용하면 좋은지 알 수 없습니다.
이것을 분명히 하는것이 옴의법칙이며 전압을 V(단위는 V), 전류를 I(단위는 A)라 하면

과 같은 관계일것입니다.
여기서 R은 전압 V와 전류의 I의 비례 정수로 이것을 저항(단위는Ω)이라고 부르고 있습니다.
저항기는 이것을 전기 부품으로서 실현한 것입니다.

3.그림 1-(C)저항의 크기는? 

여기서 옴의법칙의 의미를 생각해 봅시다. 다음 그림의 회로에서 전압 V가 1 V, 전류 I가 1 A라 하면 저항 R는

과 같이 됩니다.

바꿔 말하면 1Ω은 저항게에 1 V의 전압을 가했을 때 1 A의 전류가 흐르는 저항값,
또는 1 A의 전류를 흘렸을 때 1 V 의 전압이 발생하는 저항값이라고 합니다.
그럼 전압은 1 V인 채로 전류를 0.2 A가 되게 하려면 저항값은

또한, 5Ω의 저항에 1 A의 전류를 흘리기 위해서 어느 정도의 전압이 필요한가 하는 경우도

처럼 계산합니다.

이와 같이 전기 회로에서는 반드시 옴의 법칙이 성립하기 때문에 전압, 전류, 저항 중 2개의 값을 알면 다른 하나도 계산으로 알 수 있습니다.
그런데 여기서 조금 전의 그림1-(c)으로 사용한 저항이 얼마가 될까 생각해 봅시다.
저항의 양단에 걸리는 전압 VR는 LED의 정상 동작전압 2V를 뺀 나머지 전압이므로 다음 식처럼 1V가 됩니다.

LED에 흘리는 전류( ILED)를 15mA (1mA=1/1000A)라고 하면 옴의 법칙으로부터 저항값 R은

으로 되어 그림1-(c)의 저항값은 67Ω 이 되는 것입니다.