가변저항기(Potentiometer, 포텐셔미터)에 대해 알아봅시다.

 

 

 

메가트론 가변저항기 RP22/23

 

• 가변저항기란?

가변저항기는 이름 그대로 '저항값을 쉽게 바꿀 수 있는 저항기'를 말합니다. 일반적인 저항기는 저항값을 가지고 있기 때문에, 원래대로라면 저항값을 변경하기 위해서는 저항을 교체해야만 합니다.

 

하지만 상황에 따라 저항값을 바꿔야 할 때가 많아서 가변저항기가 개발되었습니다. 오디오의 음량 등과 같이 조절할 수 있는 노브가 달린 기기에는 대부분 이것이 사용된다고 보시면 됩니다.

 

또한, 저항값의 변화로 노브의 위치나 각도를 파악할 수 있기에 기계적인 위치나 각도를 감지하는 용도로써도 사용됩니다.

 

 

 

• 가변저항기의 구조와 사용법

가변저항의 구조는 매우 단순합니다. 일반적인 저항기는 저항체 양 끝에 단자를 붙인 형태이나, 가변저항기의는 추가로 이동식 슬라이딩 단자가 부착되어 있다는 점이 다릅니다. 슬라이딩 단자는 저항체 표면에 접촉하면서 원하는 위치로 이동할 수 있습니다. 그러면 저항체 단자와 슬라이딩 단자 사이의 저항체 길이도 변해서 그 길이에 비례하여 저항값도 변하게 되는 것입니다.

 

그러나 슬라이딩 단자의 이동 거리와 저항값의 변화는 단순하게 비례하지 않습니다. 가변저항기에는 전자기기용, 오디오용 등 용도가 나누어져 있고, 각각의 용도에 맞게 보정 값이 다르기 때문입니다.

이 보정을 '저항 변화 특성 곡선'이라고 하며, 보정 상황에 따라 'A 커브', 'B 커브'와 같이 명칭이 나뉘어 있습니다. 가변저항기는 응용분야가 넓고, 제조사나 기기에 따라 다양한 특성의 가변 저항기가 판매되므로, 적절한 용도에 맞는 제품을 선택해야 합니다. 

 

 

 

• 가변저항기의 종류

슬라이딩 단자가 움직이는 방향의 차이에 따라 가변저항기는 회전식, 슬라이드식으로 분류됩니다. 각각의 특징과 용도의 차이를 소개합니다.

 

① 회전식

슬라이딩 단자가 회전 방향으로 움직이는 가변저항기를 로터리식이라고 합니다. 원형 저항의 양단에 고정식 단자, 중간부에 슬라이딩 단자가 부착되어 있으며, 회전 동작에 따라 저항값이 변화하는 구조입니다. 회전 동작을 저항 변화에 적용하므로 오디오 기기의 음량 조절이나 라디오의 주파수 조작 등에 사용됩니다.

 

또한, 회전각의 감지 소자로 사용되기도 하며, 로봇의 팔이나 다리의 위치 검출기, 게임 컨트롤러, 서보 모터 제어 등에 응용되는 경우도 점차 늘고 있는 추세입니다. 현재 사용되고 있는 가변저항기의 대부분은 회전식으로, 대부분의 기업에서 슬라이드식보다 취급량이 많습니다.

 

 

② 슬라이드식

슬라이딩 단자가 직선 방향으로 움직이는 가변저항기를 슬라이딩식이라고 합니다. 저항기 표면에 슬라이딩 단자가 있어 단자의 위치에 따라 저항값이 결정되는 간단한 구조입니다.

직선 동작으로 저항값을 미세하게 조정해야해서 로터리식보다 부품의 크기가 커집니다. 따라서 소형 부품용으로는 사용되지 않고, 주로 방송 설비 등 대형기기에 사용됩니다.

 

 

 

• 가변저항기의 노화

가변저항기는 그 유용함으로 널리 사용되고 있지만, 장기간 사용하면 슬라이딩 부분이 물리적으로 열화 되어 성능이 저하되는 단점이 있습니다. 가장 문제가 되는 것은 '슬라이딩 노이즈'라는 전기적 노이즈입니다. 가변저항기는 저항소자 표면을 슬라이딩 단자가 기계적으로 슬라이딩하면서 저항값이 변화하기 때문에 슬라이딩 시 진동이 노이즈로 나타납니다.

물론 보통은 슬라이딩 노이즈가 발생하지 않도록 설계되어 있어서  대체로 거의 문제가 되지 않습니다. 그러나 노화나 오염물질의 침착 탓에 슬라이딩부 표면에 미세한 흠집이나 요철이 생기면 무시할 수 없는 영향이 발생할 수 있습니다.

특히 오디오 기기의 경우, 삐걱거리는 소음이 발생하므로 소음이 귀에 거슬린다면 새것으로 교체하는 것이 바람직합니다. 또한, 노브를 오랫동안 움직이다 보면 슬라이딩 부분이 마모되어 저항값이 변하는 문제가 생길 수도 있습니다.

 

접점 불량으로 일부 저항값이 비정상적으로 높아지는 것은 물론, 저항 변화 특성 곡선이 전체적으로 변하는 일도 있으므로 저항값의 오차를 신경 써야 하는 용도에서는 세심한 주의가 필요하겠습니다.

 

 

 

• 특수 가변저항기

마지막으로 가변저항기와 비슷한 기능을 가진 제품인 '트리머 가변저항기'와 '디지털 가변저항기'를 소개합니다. 용도에 따라 구분해서 사용되므로 차이점을 알아두면 유용하답니다.

 

① 트리머 가변저항기

트리머 가변저항기는 반고정식 가변저항기를 일컫습니다. 제품 제조 단계에서 다른 부품의 편차 등으로 말미암은 개인차를 없애는 '트리밍'을 위해 용도로 사용되기에 붙여진 이름입니다. 트리머 가변저항기는 전자 기판에서 고정 저항 대신에 사용되며, 제조 시 저항값을 조정합니다.

또한, 출하 후에는 고정저항과 동일하게 사용되므로 기본적으로 저항값을 움직이지 않습니다. 따라서 전용 공구가 아니면 저항값을 바꿀 수 없는 구조라서 실수로 저항값을 변경하는 것을 방지할 수 있습니다. 또한, 가변저항보다 장기적인 저항값에 대한 안정성이 우수합니다.

 

 

② 디지털 가변저항기

디지털 가변저항기는 기계적 접점이 없는 비접촉식 가변 저항기입니다. 집적회로 내부에 만들어진 다수의 저항 소자를 ON/OFF 하여 임의의 저항값을 생성합니다. 기계적 마모나 슬라이딩 노이즈와 같은 가변저항기 특유의 약점이 없어 수명이 매우 긴 가변저항기로 주목받고 있습니다.

또한 사람의 손이 아닌 프로그램을 통해 저항값을 변경할 수 있는 것도 큰 특징입니다. 저항값 조정이 자동으로 이루어지고, 소프트웨어에 의한 접근 외에는 저항값이 변하지 않기 때문에 트리머 가변저항기의 대체품으로도 많이 사용됩니다.

 

 

• 요약

이번에는 다양한 분야에서 사용되고 있는 가변저항기에 대해 알아보았습니다. 구조와 원리는 단순하지만, 응용의 폭이 넓어 단순한 저항 소자에서 회전각 제어 소자, 전자회로의 파라미터 조절기로도 활용되는 아주 유용한 부품입니다.

슬라이딩부가 존재하므로 장기간 사용하면 성능이 저하되는 단점이 있지만, 디지털 가변저항기를 사용함으로써 이 단점을 해결할 수 있습니다. 비교적 저렴한 가격에 다양한 특성의 제품이 판매되고 있으니 용도를 잘 파악하여 활용해보시면 좋겠죠?

 

 

 

 

 

출처: https://freelance-aid.com/articles/3146.html

可変抵抗器って何？種類や使い方などを知ろう | 株式会社アイズ

 

 

 

 

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