Published Book on Amazon
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All of IOT Starting with the Latest Raspberry Pi from Beginner to Advanced – Volume 1 |
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All of IOT Starting with the Latest Raspberry Pi from Beginner to Advanced – Volume 2 |
출판된 한글판 도서
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최신 라즈베리파이(Raspberry Pi)로 시작하는 사물인터넷(IOT)의 모든 것 – 초보에서 고급까지 (상) |
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최신 라즈베리파이(Raspberry Pi)로 시작하는 사물인터넷(IOT)의 모든 것 – 초보에서 고급까지 (하) |
Original Book Contents
25.4.2 저항의 직렬(series)과 병렬(parallel)l
기본적인 저항의 접속은 합성저항이 증가하는 직렬접속과 합성저항이 감소하는 병렬접속이 있다. 저항의 연결 방법에는 직렬 연결과 병렬 연결 및 직병렬 연결의 3가지가 있다.
25.4.2.1 저항의 직렬 접속(series connection)
● 직렬접속의 합성 저항
직렬 접속은 저항의 합이 증가하는 것으로 합성저항은 전체를 더한 것과 같다.
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즉 회로 전체의 합성저항은 각 저항값을 합한 값이고, 회로에 흐르는 전류는 아래와 같이 계산된다.
R = R1 + R2 + R3
● 직렬접속의 전류, 전압강하, 전압 분배
직렬접속의 특징은 각 저항에 대해 동일한 전류가 흐르고, 각 저항에 생기는 전압강하는 저항값에 비례한다는 것이다. 회로에 전압을 가했을 때, 각각의 저항에 비례하여 전압이 분배되고, 이를 합하면 전원 전압과 같게 된다
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위에서 회로전체의 저항은 6Ω이며, 따라서 회로에 흐르는 전체 전류는 1A가 된다. 회로에 흐르는 전류가 1A 이므로 각 저항에서 걸리는 전압은 1V, 2v, 3V이고, 이들 전체를 합하면 전원 전압과 같은 6V가 된다. 즉 저항에 비례하여 전압이 분배되는 것을 알 수 있다. 전체회로에 가한 전압 6V는 3개의 저항의 크기에 비례하여 나누어지고(분배), 각각을 더한 값은 전체 회로의 전압과 같게 된다. 회로에 6V를 가했을 때, 각 저항에 생기는 전압강하는 저항값에 비례하여 생기고, 이를 합하면 전원 전압과 같게 된다.
● 전류계 작동 원리(working principle of ammeter)
전류계는 회로의 전선에 직렬로 연결하다. 비유적으로 설명하면, 일정한 시간에 강의 한 지점을 통과하는 물의 양을 측정하는 것이 전류계이다.
25.4.2.2 저항의 병렬 접속(parallet connection)
● 병렬접속의 합성 저항
아래 회로는 3개의 저항이 병렬로 접속되어있다. 저항마다 전류가 흐르므로 3개의 전류로 나누어지고 전류는 저항의 크기에 반비례한다. 병렬접속에서의 합성저항은 가장 작은 저항보다 더 작은 합성저항이 된다. 즉 회로 전체의 합성저항은 다음과 같이 계산된다.
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병렬로 연결된 경우 합성저항은 다음과 같이 계산된다.
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
● 병렬접속의 전류, 전압과 전류 분배
병렬회로의 기본 특징은 각 저항에 대한 전압은 같고, 전류가 다르다는 것이다. 저항이 병렬로 접속된 회로에서는 각 저항마다 동일한 전압이 가해지고 저항에 흐르는 전류는 저항에 반비례하여 흐른다. 접속된 저항의 수만큼 전류가 나누어지는데, 각 저항에 흐르는 전류는 옴의 법칙에 의하여 구한다. 전체 회로에 흐르는 전류는 각 저항에 흐르는 전류를 합한 것과 같다.
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위에서 전체 합성저항은 R = 1/ (1/2 + 1/5) = 7Ω이 되고, 각 저항에 가해지는 전압은 10V 이다. 7A의 전류가 회로에 흘러 들어가고, 2Ω의 저항에 10/2 = 5A가 흐르고, 5Ω의 저항에 10/5=2A가 흘러서, 합은 7A의 전류가 되는 것이다.
● 전압계 작동 원리(working principle of volmeter)
전압계는 병렬로 연결합니다. 비유적으로 설명하면 일정한 물줄기의 극히 일부분을 끌어내 그 속도를 재는 것이 전압계입니다.
25.4.2.3 저항을 사용하는 이유
● 전류 제한
전압이 일정한 경우 저항으로 해당 선로에 흐르는 전류를 제한할 수 있다. 아래 회로에서 문제는 스위치가 Off 상태이면 전기가 흐르지 않지만, switch가 On상태가 되면 Vcc에서 GND로 너무 많은 전류가 흐른다는 것이다. 그러면 많은 열이 발생하고, 이것은 부품이나 전선을 태우거나 화재가 발생할 수도 있다. 따라서 적절한 저항을 사용하여 작은 전류를 흐르도록 제한하여 회로를 보호하는 것이 좋다.
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● 전압 배분
저항을 직렬로 연결하는 경우 전압을 배분할 수 있다. 저항의 직렬연결에서 회로에 흐르는 전체 전류는 합성저항에 따라 결정된다. 각 저항에 흐르는 전류는 모두 전체 전류와 동일하다. 반면 각 저항에 걸리는 전압강하는 저항의 크기에 비례하여 배분된다.
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● 전류 배분
저항을 병렬로 연결하는 경우 전류를 배분할 수 있다. 저항의 병렬연결에서 회로에 흐르는 전체 전류는 합성저항에 따라 결정된다. 각 저항에 걸리는 전압은 모두 전체 전압과 동일하다. 반면 각 저항에 흐르는 전류는 저항의 크기에 반비례하여 배분된다.
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