수동 소자(Passive Element)

수동 소자(Passive Element)

▪ 공급된 전력을 소비·축적·방출하는 소자로, 증폭 정류 등의 능동적 기능을 하지 못하는 소자

▪ 에너지를 단지 소비, 축적, 혹은 그대로 통과시키는작용만 할 뿐 먼저 나서서 어떠한 일을 하지 않음

▪ 외부전원이 필요 없이 단독으로 동작이 가능

▪ 선형적인 해석이 가능

▪ 저항기, 인덕터, 콘덴서(캐패시터)

저항기(Register)

회로에서 말그대로 저항을 주기 위해 만들어진 부품입니다. 정확한 용어는 '저항기'이지만 일반적으로 '저항'이라고 많이들 부르며 메뉴얼에서도 그냥 저항이라고 표기하는 경우가 많습니다. 기호로는 R을 사용하고 단위는 옴(Ohm, 기호 : Ω)으로 표현합니다. 보통 전압을 나누거나 전류를 감소시키는 용도로 많이 사용됩니다.

저항기의 종류는 매우 다양하지만 크게는 고정 저항기와 가변 저항기로 나뉩니다. 자세한 종류에 대한 부분은 쉽게 검색 가능하오니 궁금하신 분들은 개별 검색 부탁 드립니다. 본 포스팅에는 위키 백과에 대한 내용만 소개 드리며 고정 및 가변 저항에 대해 다음과 같이 분류하고 있습니다.

우리가 일반적으로 가장 흔히 알고 있는 저항은 아마 탄소피막 저항일 것이며 저항의 색깔 정보를 가지고 몇 옴짜리 저항인지를 판별할 수 있습니다.

# 온도 계수 : 온도의 변화에 따른 고유 저항 값의 변화의 정도를 수치로 나타낸 것
# 경년 변화 : 시간이 경과됨에 따라 저항기 고유 저항 값이 얼만큼 변하는 지를 나타낸 것
# 열잡음 : 전류가 흐르면서 열이 발생하고 이 때 발생하는 잡음을 말함

이 외에 하나만 더 소개를 하자면 보통 PCB 기판 위에는 SMD(Surface Mount Device) Register라고 칩 저항이 많이 쓰이는데 기판 위에 올려두고 솔더링만하면 되는 형태입니다. 칩 저항은 아래와 같이 표기되며 읽는 법은 3자리 SMD 코드에서는 세번째 숫자가 10의 배수를, 4자리 SMD 코드에서는 4번째 숫자가 10의 배수를 나타내는 숫자입니다. 그리고 R은 소수점 위치를 나타냅니다.

인덕터(Inductor)

코일이라고도 부르며 패러데이 법칙에 의해 코일이 감긴 인덕터에 전류가 흐르면 전압이 유도되는 성질을 이용한 것으로 역기전력, 유도기전력이라 부릅니다. 이러한 인덕터가 가지고 있는 성질을 인덕턴스라고 부르며 기호로는 L로 표기, 단위는 헨리[H]를 사용합니다. 코일이 감긴 방향에 따라서 전류 방향이 결정되고 교류 전류의 흐름은 막고 직류 전류는 통과키는 필터 역할을 합니다. 이 외에도 발진, 완충, 평활, 커플링과 같은 역할을하며 추후 자세히 다루도록 하겠습니다. 예를 들어 1A의 전류 변화가 1V의 유도 전압을 발생시킬 때 인덕터의 인덕턴스는 1H(헨리)가 됩니다.

◾ N = 권선수
◾ A = 단면적(㎡)
◾ µ = 투자율
◾ l = 코어의 길이

아래의 이미지처럼 기호를 표시하고, 코어에 코일을 여러번 감아둔 소자라고 보면 되겠습니다.

자기장을 유도하는 능력인 인덕턴스는 ¹인덕터의 길이가 짧을수록, ²도선을 많이 감을수록, ³투과성이 높은 코어를 사용할 수록, ⁴코어의 단면적이 넓을 수록 값이 커집니다.

커패시터(Capacitor)

전기를 모으고 방출하기 위하여 사용하는 부품이며 줄여서 "캡"(cap)이라고 부르기도 합니다. 2개의 도체판 사이에 유전체(Dielectric)가 들어간 구조로 되어있으며 전극판과 전극판 사이의 전기를 차단하고 전기를 담아두는 역할을 합니다. 어떤 재질의 절연체를 포함하느냐에 따라 커패시터의 종류가 나뉩니다.

두 도체판 사이에 전압이 인가되면 음극에는 (-) 전하가 양극에는 (+) 전하가 유도되고 이로 인해 전기적 인력이 발생하는데, 이 인력에 의해 전하들이 모여있게 되어 에너지가 저장되는 것입니다. 커패시터에 모이는 전하량은 전압에 비례하게 되고 커패시터가 전하를 충전할 수 있는 능력을 커패시턴스 혹은 정전 용량이라고 합니다. 단위는 F(패럿)를 사용하며 보통의 경우 pF, uF 단위를 사용합니다.