가변저항(포텐쇼미터)으로 정밀 전압 분배기 만들기

부품 및 재료

• 6볼트 배터리 2개
• 연필심(흑연-점토 봉) – 기계식 연필용
• 단일턴 5kΩ~50kΩ 리니어 테이퍼 포텐쇼미터 (라디오샥 #271-1714~271-1716)
• 멀티턴 1kΩ~20kΩ 리니어 테이퍼 포텐쇼미터 (라디오샥 #271-342, 271-343, 900-8583, 900-8587~900-8590)

소개

포텐쇼미터는 가변 전압 분배기 역할. 축 돌리거나 컨트롤 슬라이드해 두 출력 전압 비율 설정.

포텐쇼미터는 패널 마운트와 브레드보드(PCB) 구성 가능. 이 실험 어떤 스타일도 작동하지만 리니어 포텐쇼미터 선호. 저항이 위치에 비례해 변하기 때문. 오디오 테이퍼(로그) 포텐쇼미터는 라디오에서 회수 흔한데 비선형 관계로 정밀 전압 분할엔 덜 적합.

참조

전기 회로 수업, 1권, 6장: "분압 회로와 키르히호프 법칙."

학습 목표

• 전압계로 저항 네트워크 양단 전압 읽기
• 옴미터로 저항값 검증
• 전압 분배기 설계·분석
• 직렬 전압 가산 시연

회로도

일러스트레이션

지시사항

흑연 연필심으로 임시 저항 시작. 봉 양끝을 악어 클립으로 6V 배터리 연결. 전압계 봉 양단 연결, 빨간 프로브 봉 길따라 이동. 읽기 변화 관찰, 프로브 중간점일 때 최댓값, 봉을 두 동일 저항으로 나눔.

다음, 전압계 재배선해 봉 상단 구간만 측정. 검은 프로브 봉 길따라 이동, 전압 강하 기록. 프로브 양극 단자 근처일 때 최고 읽기, 가장 긴 구간에 전압 강하 최대 확인.

제조 포텐쇼미터는 저항 스트립을 하우징에 캡슐화, 와이퍼가 스트립 위 슬라이드/회전. 회전형은 나선 트랙 흔해 풀 레인지 위해 여러 턴 필요, 미세 조절 이상적. 리니어 포텐쇼미터는 와이퍼 직선 이동, 슬레드나 나사 메커니즘으로 멀티턴 정밀도 구현.

실제 포텐쇼미터 설정 시 먼저 배터리 전압 측정. 포텐쇼미터 연결 후 와이퍼와 배터리 음극 사이 전압 측정. 축 돌려 전압계가 총 전압 1/3 정확히 읽게(6V 배터리면 ≈2V). 마지막으로 2개 배터리 직렬(≈12V)로 반복. 와이퍼 전압 대 총 전압 비율 1:3 유지 확인, 분배기 정확성 입증.

관련 워크시트

• 포텐쇼미터 워크시트
• 전압 분배기 회로 워크시트
• 회로 해석 연립방정식 워크시트