밝기를 조절하는 다이얼, 라디오 볼륨, 센서 기준 전압 조정에 쓰이는 부품이 가변저항(포텐셔미터)입니다. 겉모습은 돌리는 손잡이가 달린 작은 부품이지만 속에는 저항 띠 하나와 그 위를 움직이는 접점(와이퍼)이 있어 연결 방법에 따라 두 가지 역할을 합니다. 이 글에서는 가변저항의 구조와 두 가지 연결 방법, 종류와 값 고르기, 만능기판에 다는 요령을 정리합니다.
세 핀의 구조
가변저항은 핀이 세 개입니다.
- 1번과 3번: 저항 띠의 양 끝입니다. 이 둘 사이의 저항은 손잡이를 돌려도 변하지 않는 전체 저항값(예: 10kΩ)입니다.
- 2번(와이퍼): 저항 띠 위를 움직이는 접점입니다. 손잡이를 돌리면 2번과 1번 사이, 2번과 3번 사이 저항이 서로 반대로 변하고, 두 값의 합은 항상 전체 저항값입니다.
두 가지 연결
1. 가변 저항(2핀 사용)
와이퍼(2번)와 한쪽 끝(1번 또는 3번)만 회로에 연결하면 0Ω부터 전체 저항값 사이로 변하는 가변 저항이 됩니다. 연결하지 않은 반대쪽 끝은 와이퍼와 묶어 두는 것이 안전합니다. 와이퍼가 접촉을 잃는 순간 저항이 무한대가 되는 것을 막아 줍니다.
- 용도: 밝기 조절(LED와 직렬), 타이머 시간 조절(555의 R), 간단한 전류 조절.
- 직렬 보호 저항을 꼭 넣으세요. 가변저항을 0Ω까지 돌렸을 때 과전류가 흐르지 않도록 최소 저항을 정합니다. 예를 들어 5V에서 LED를 조절할 때
330Ω 고정 저항 + 1kΩ 가변저항을 직렬로 연결하면 전류가 약 9mA ~ 2.3mA 사이에서 변합니다.
2. 분압기(3핀 사용)
1번을 입력 전압(Vin)에, 3번을 접지에 연결하고 와이퍼(2번)에서 출력을 꺼내면 0V부터 Vin까지 연속으로 조절되는 전압이 나옵니다. 센서 기준 전압, 볼륨, 마이크로컨트롤러 아날로그 입력에 쓰는 가장 흔한 방식입니다. 분압의 원리는 분압 회로 설계와 부하 효과에서 설명합니다.
- 출력에 연결한 회로의 입력 저항이 가변저항 전체값의 10배 이상이면 거의 영향이 없습니다.
- 10kΩ은 일반적인 선택입니다. 전류를 아끼려면 100kΩ까지 올리고, 노이즈에 강하게 하려면 1kΩ~10kΩ으로 내립니다.
종류
곡선: A형과 B형
손잡이 각도에 따라 저항이 변하는 방식이 다릅니다.
| 표기 | 곡선 | 용도 |
|---|---|---|
| B (리니어) | 각도에 비례해 직선으로 변함 | 일반 조정, 분압, 기준 전압 |
| A (오디오 테이퍼, 로그) | 처음에는 천천히, 끝에서 빠르게 변함 | 볼륨(사람의 소리 감각에 맞춤) |
"B10K"는 10kΩ 직선형, "A100K"는 100kΩ 로그형입니다. 처음에는 B형을 고르면 대부분 문제없습니다.
모양
- 손잡이형(패널용): 손으로 자주 돌립니다. 기판에 직접 납땜하거나 전선으로 연결합니다.
- 반고정(트리머) 저항: 작은 나사 홈이 있어 드라이버로 한 번 맞춰 놓는 용도입니다. 표면에
103처럼 숫자 코드가 적혀 있고 103은 10kΩ입니다(10×10³Ω). - 멀티턴 트리머: 여러 바퀴를 돌려 미세 조정합니다. 정밀 기준 전압에 씁니다.
값 고르기
| 용도 | 권장 값 |
|---|---|
| 기준 전압·분압 | 10kΩ |
| 아날로그 센서 입력 조정 | 10kΩ ~ 100kΩ |
| 오디오 볼륨 | 10kΩ ~ 100kΩ(A형) |
| LED 밝기 조절 | 1kΩ(직렬 보호 저항과 함께) |
| 555 타이머 시간 조정 | 100kΩ ~ 1MΩ |
가변저항의 정격 전력은 0.1~0.5W 정도로 작습니다. 큰 전류가 흐르는 곳(모터 속도 조절 등)에는 쓰지 말고 트랜지스터와 함께 쓰세요.
만능기판에서 쓸 때
- 핀 간격은 2.5mm(홀 1칸)와 5mm(홀 2칸)가 많으니 구멍에 맞는 제품을 고르세요.
- 패턴도의 가변저항(3핀, 기본 10kΩ)은 1번-2번-3번 순서로 놓이고 와이퍼 위치(0~100%)를 속성에서 바꿀 수 있어 시뮬레이션으로 출력 전압의 변화를 확인할 수 있습니다.
- 와이퍼 핀이 중간에 오는 점을 기억하세요. 배선하다 보면 가운데 핀이 입력으로 잘못 연결되기 쉽습니다.
- 납땜할 때 열이 오래 가해지면 내부 접점이 손상됩니다. 핀당 3초 이내로 끝내세요.
자주 하는 실수
| 실수 | 결과 | 예방 |
|---|---|---|
| 직렬 보호 저항 없이 가변저항으로 LED 구동 | 0Ω 근처에서 LED 과전류 | 고정 저항을 직렬로 추가 |
| 와이퍼 반대쪽 끝을 비워 둠 | 접촉 불량 시 저항 무한대로 튐 | 와이퍼와 묶기 |
| 분압기 출력에 낮은 입력 저항 부하 | 출력이 크게 떨어짐 | 버퍼(연산증폭기) 또는 큰 값의 가변저항 |
| 핀 순서 착오 | 방향이 반대로 동작 | 1번과 3번을 바꿔 연결 |
정리
가변저항은 와이퍼(가운데 핀)와 한쪽 끝만 쓰면 가변 저항, 세 핀을 모두 쓰면 분압기입니다. 일반적인 조정에는 B형 10kΩ을 고르고, LED나 타이머와 쓸 때는 직렬 보호 저항을 함께 넣으세요. 이어서 저항 읽는 법과 LED 전류 제한 저항을 함께 보면 값을 정하는 데 도움이 됩니다.