3장 저항

학습목표 저항 도선규격표 온도영향 초전도체 저항기의 종류 컬러코딩과 표준저항기값 컨덕턴스 저항계 Application

3.2 저항 저항(resistance) : 전기회로에서 전하의 흐름을 방해하는요소  저항을 결정하는 4가지 요소: 물질의 저항율() : 표 3.1 길이 (l) 단면적(A) 물질의 온도

저항 Circular mils (CM) 직경이 1mil인 도선은 1 CM 의 면적을 갖는다. 상용 도선 표에서 사용 1 mil =1/1000 inch 1000 mils = 1 in

저 항

저항 원형이 아닌 전도체일 경우 제곱 mil을 CM로 바꾸어준다

예제 Ex 3-2. 상자에 직경이 1/16in 이고 저항이 0.5Ω인 구리선이 남아 있다면 구리선의 길이가 얼마인가?

예제 Ex 3-3. 그림의 구리 공통로의 저항을 구하라

3.3 도선 규격표 도선 규격표는 공장에서 생산된 전선의 크기를 표준화하기 위함. 표3.2: American Wire Gage사의 규격 도선 규격표 정보: CM 단위로 표시된 면적 mil 단위의 직경 20 °C 에서의 1000 feet 당 ohm 1000 feet 당 무게 최대 허용전류

예제 부하에서의 최대 전류가 95A이고 각 전선의 총 저항값이 0.025Ω을 초과할수 없는 그림의 시스템에 대하여 어떤 종류의 전선이 사용될수 있을까? 요구되는 CM을 만족하는 전선은 #4이나 허용전류가 85A 이므로 95A의 전류가 흐르기 위해서는 #3 전선을 선정

온도영향 도체 양질의 도체는 양의 온도계수를 갖는다 2. 반도체 반도체는 음의 온도계수를 갖는다 3. 절연체 FIGURE 3-10 도체의 저항에 대한 양(+)과 음(-) 온도계수에 대한 특성곡선 도체 양질의 도체는 양의 온도계수를 갖는다 2. 반도체 반도체는 음의 온도계수를 갖는다 3. 절연체 절연체는 음의 온도계수를 갖는다

추정 절대온도

예제

저항의 온도계수 저항의 온도계수 물질에 대한 저항의 온도계수가 커지면, 온도변화에 따른 저항값이 더 민감해진다.(표 3.4)

PPM 온도변화에 대한 저항값의 감도 정도를 표시

3.5 초전도체 초전도체(Superconductor) 는 실용 응용에서 전기 저항이 0인 전도체 실온에서는 초전도체를 얻을 수 없지만 , 95 K (-178 °C)에서는 가능하다.(이트륨 바륨 구리산화물)

3.6 저항기의 종류 1) 탄소피막 저항기(Carbon Film Resistor) 가장 널리 사용되는 형태의 저항으로 세라믹 로드(ceramic rod)에 탄소분말을 피막 형태로 입힌 후 나선형으로 홈을 파서 저항 값을 조절하는 방법으로 만든다. 일반용으로 가격이 싸고 가장 많이 사용되며 고정밀도나 대전력이 아닌 모든 경우에 가장 널리 사용되는 형태의 저항이다 저항 범위：1.0Ω∼100ＭΩ 전력 범위：1/8, 1/4, 1/2Ｗ

2) 금속피막 저항기 정밀한 저항이 필요한 경우에 가장 많이 사용되는 저항기로 디지털회로에도 널리 사용된다 2) 금속피막 저항기 정밀한 저항이 필요한 경우에 가장 많이 사용되는 저항기로 디지털회로에도 널리 사용된다. 세라믹 로드에 합금을 진공증착, 필름 형태로 부착시킨 후 홈을 파서 저항 값을 조절 대량생산에도 적합하고 온도특성, 전류 잡음 등 많은 장점을 가지고 있지만 재료의 특성상 탄소피막 저항기에 비해 가격이 비싸다. 저항 범위：20Ω∼2ＭΩ 전력 범위：1/8, 1/4, 1/2Ｗ

3) 산화금속피막 저항기 세라믹 로드에 금속산화물의 도전성 박막을 코팅하여 저항체를 형성 3) 산화금속피막 저항기 세라믹 로드에 금속산화물의 도전성 박막을 코팅하여 저항체를 형성. 소형으로 큰 전력용량의 저항기를 만들 수 있고 고온 안정성, 잡음, 주파수 특성도 우수한 저항기다. 특히 열에 강하고 소형에 많은 전류를 흘릴 수 있어 전원 회로 등에 널리 사용된다. 저항 범위：10Ω∼100ｋΩ 전력 범위：0.5, 1, 2, 3Ｗ

4) 탄소 저항기(Solid Resistor, Composition Resistor) 탄소 분말에 저항값 조절을 위한 혼합재를 섞고 성형한 형태의 저항이다. 국내에서는 솔리드 저항기라는 이름으로 더 많이 불린다. 정밀도가 높은 저항을 만들기는 어렵지만 소형으로 고내압, 고저항의 제품을 만들기가 용이하다. 또한 생산 가격이 저렴하고 고주파 특성도 양호하지만 습기에 약하고 온도계수 역시 크다. 요즘에는 많이 생산되고 있지 않는 저항 중의 하나이다

5) 권선형 저항기 (Wire Wound Resistor) 금속 저항선을 세라믹 로드와 같은 권심에 감아서 일정한 저항 값을 갖도록 만든 저항기다.

6) 시멘트 저항기(Cement Resistor) 시멘트 저항기는 온도와 습도로부터 저항기를 보호하기 위해 저항체를 시멘트 몰드에 넣어 만든 저항기다. 내전압 특성이 우수하며 고온에도 잘 견디므로 주로 대전력을 다루는 부분에 사용된다.

7) 후막칩 저항기(Thick Film Resistor) 세라믹 기판 위에 저항체를 후막 형태로 얹어서 제조하며 지속적으로 소형화가 이루어지고 있다. 특히 고주파 특성이 우수하고 소형이므로 핸드폰, 컴퓨터 등의 최신 기기들에는 대부분 이러한 칩 형태의 저항기가 사용된다.

8) 어레이 저항기(Array Resistor) 부품의 집적도를 더욱 높이기 위한 방법 중에는 아예 여러 개의 저항기를 하나의 패키지 안에 넣고 저항 네트워크를 구성하여 IC와 같은 형태를 갖는 부품도 있다 집적화에 의해 자동조립이 용이 고밀도 실장으로 실장면적이 감소함 고가임

그림 3. 16 여러 형태의 고정 저항기

가변 저항기 가감 저항기 전위차계(Potentiometer) 전위차계 : (a) 기호 (b)와 (c) 가감저항기 연결 (d) 가감 저항기 기호 조립된 형태의 전위차계

가변 저항기 FIGURE 3-19 전위차계의구성 (a) 밖의 두 단자 사이 , (b) 중간 단자와 밖의 각 두 단자 사이 그림 (a) : a와 c 두 단자 사이에 저항 값은 항상 전위차계에 주어진 최대 값으로 고정되어 있고, b 단자의 위치와도 무관하다. 중간 단자와 밖에 각각의 두 단자(a 혹은 c) 사이에 저항 값은 최소 0Ω에서 주어진 최대 전위차계 저항값까지 가변될 수 있다 중간 단자와 밖에 각각의 두 단자 사이에 저항값을 합하면, 이 전위차계의 총 저항 값과 같다. FIGURE 3-20 가변 저항기 (a) 4 mm 트리머 저항기, (b) 전도성 플라스틱과 세라믹재료로 만든 전위차계); (c) 3단자 권선저항기

3. 7 컬러 코딩과 표준 저항기 값 첫 번째와 두 번째 색 띠는 첫째 자리와 둘째 자리 수를 나타낸다. 세 번째 색 띠는 앞의 두 자리에 곱해지는 10의 승수 네 번째 띠는 제조에 따른 허용오차 5개의 색 띠를 갖는 경우(아래 그림) : 1,2,3이 자리수, 4가 10의 승수, 5가 허용오차(5%보다 작은 허용오차 표시가능).

3.8 컨덕턴스 저항의 역수가 컨덕턴스 기호는 G 단위는 Siemens (S)

예제 Ex 3.13. 어떤 물질의 면적이 30% 감소하고 길이가 40% 증가하였다면 컨덕턴스가 얼마만큼 증가 혹은 감소하는지를 구하라. 단, 저항값은 변화가 없다.

3.9 저항계 저항기 각각의 저항 값 혹은 조합된 총 저항 값의 측정 개방회로(고저항)와 단락회로(저저항)의 점검 회로망의 연결상태 점검과 많은 선이 들어있는 케이블의 선 점검 몇 가지 반도체(전자) 장비 테스트 주의점 1. 동작되고있는 회로에 저항계를 연결하지 말라 2. VOM과 DMM은 저항모드 상태로 보관하지 말라

3.10 응 용

전기 굽도리판 2ft 당 AC240/208, 정격 750/575W, AMPS 3.2/2.8 일때 인입판넬에 208V, 2.8A의 전류가 흐르므로 단위길이당 전력비 : 575W/2=287.5W 총 길이 16ft에 대한 총 전력 : 16x287.5=4600W 흐르는 총 전류 : 4600/208=22.12A 결국 국제화재규약에 부합하기위하여 30A차단기 사용 (전도체 혹은 차단기는 정격전류의 80%를 초과할 수 없다)