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전자공학/전자회로

[전자회로 심화 1-1] 금속 저항 완벽 이해

안녕하세요.

Edward입니다.

 

이번에는 이전 저항의 원리 내용에 이어서 저항의 종류의 한 종류를 다뤄보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

이번에 다룰 주제는 "금속 저항"입니다.


혹시 이전 내용에 대해서 모르시거나, 저항에 대해서 궁금하시다면 아래 링크 참고해주세요^^

[전자회로 입문 1] 저항 완벽 이해

[전자회로 입문#] 옴의법칙이란?!


금속 저항이란?!

이전 설명의 내용을 참고하자면 다음과 같습니다.

1. 매우 작은 小(소)저항으로서 망간인과 같은 금속 재질을 주로 사용하는 저항.

2. 수 mΩ ~ 5Ω 값을 가지며, 주로 전류 측정용으로 사용됨.

여기에 내용을 추가하자면, 금속 저항을 일명 Shunt(션트)라고 칭합니다.

 

 

금속 저항의 용도와 사용법

방금 언급했다시피 금속 저항은 "전류"를 측정할 수 있는 소자입니다.

좀 더 정확하게 기술적으로 설명드리면, "전류를 전압으로 치환하여 사용합니다."

금속 저항 사용 방법

위 내용을 좀 더 깊게 설명드리면,

보통 회로에서 전류를 측정할 때는 왼쪽 회로처럼 멀티미터(DMM)이라는 제품을 사용해서 전류를 측정합니다.

회로를 OPEN 시켜놓고 멀티미터를 통해서 회로가 구성될 수 있게 연결하면 흐르는 전류를 멀티미터에서 읽으면서 전류 측정이 가능합니다.

하지만! 한 가지 맹점 아닌 맹점이 있습니다. 실제 제품 개발에서는 이 방법을 테스트를 위한 목적으로만 사용하지,

실제 제품 개발 완료 후에는 멀티미터를 일일이 사용할 수가 없습니다. (ex. 전류 측정 시스템 등)

그래서 금속 저항(일명 션트)을 사용하여 전류를 측정하게 됩니다.

굉장히 낮은 저항 값을 갖고 있는 이 소자를 오른쪽의 회로와 같이 연결해서 사용할 수 있습니다.


오른쪽 회로를 보시면 금속 저항을 회로에 연결하였습니다.

그리고 회로 동작 시, 금속 저항에 걸리는 전압을 측정해서 이를 전류로 치환해서 사용합니다.

좀 더 쉽게 이해하기 위해서 위 이미지의 오른쪽 회로에 계산되어 있는 값을 토대로 설명을 드리자면 다음과 같습니다.

10mΩ(0.01Ω) 금속저항 사용 시,

전압: 10V, 전류: 2A 가 흐른다고 한다면,

금속 저항에 걸리는 전압을 얼마일까요???!!

※ 여기서 한 가지 말씀드리는데, 전압 10V, 전류 2A가 흐를 때, 저 회로의 저항은 옴의 법칙에 의해 5Ω입니다.

이미 저항 5Ω이 있기 때문에 2A가 흐를 수 있는 거라는 점을 생각하면서 계산을 해봅시다!

 

 

계산하는 방법은?! 바로! "옴의 법칙"을 사용합니다! V=IR 공식을 이용해서,

금속저항에 걸리는 전압은 2A * 0.01Ω = 20mV가 나오게 됩니다.

그러면?! 금속 저항으로부터 측정한 20mV를 가지고 전류로 치환해서 사용하면 됩니다!!!

어떻게?! 다시 옴의 법칙을 이용해서 다음과 같이 계산합니다.

I = V/R = 20mV/0.01Ω = 2A

 

그렇다면 실제로 어떻게 사용하느냐?!

실제로 위 회로를 구성해서 0.01Ω 금속 저항을 부착하고 이를 멀티미터(DMM)으로 측정하면, 20mV가 측정됩니다.

그럼 우리는 20mV에 금속저항 값을 알고 있으니, 옴의 법칙으로 샤샤샥~ 계산해주면 전류 값을 알 수 있습니다!


*** TIP)

멀티미터에서 사용할 수 있는 허용치가 있습니다!

uA/mA로 표기되어 있는 부분은 최대 500mA까지 측정이 가능하고요.

A로 표기되어 있는 부분은 최대 10A ~ 15A까지 측정이 가능합니다.

이 이상 측정하면 멀티미터 내부의 FUSE가 끊어집니다.

만약 끊어지면 FUSE 구매해서 갈아줘야 하는데, FUSE가 비쌉니다.... (대략 3만 원 이상..)

되도록 안 끊어지게 하시는 게 좋습니다. (아래 이미지 참조)

다음 시간에는 Array 저항에 대해 알아보도록 하겠습니다^^

수고하셨습니다!!