포텐셔미터 종류 완벽 가이드: 특성, 작동 원리 및 응용

포텐셔미터란 무엇인가?

처음 접한 전자 부품이 저항이었을 가능성이 큽니다. 알록달록한 구슬 같은 부품에 가는 전선들이 달려 있는 것 말이죠. 네, 그게 바로 저항입니다. 저항은 도선이나 도체 내 전류 흐름에 대한 저항을 측정하는 소자입니다.

저항에는 여러 종류가 있습니다. 표면 실장 소자(SMD) 저항, 가변 저항, 탄소 저항, 금속 피막 저항, 반도체 저항, 권선 저항 등이 있습니다.

이 글에서는 특정 저항 종류인 가변 저항(Variable Resistor), 즉 포텐셔미터(Potentiometer)를 다룹니다. 포텐셔미터의 종류, 용도, 중요성 및 기타 핵심 정보를 알아보겠습니다.

포텐셔미터란?

포텐셔미터는 가변 저항이라고도 합니다. 접점과 단자를 이용해 전류 흐름을 제어할 수 있는 저항입니다. 포텐셔미터는 3개의 단자와 수동으로 조절 가능한 전압을 가진 가동 접점을 가집니다.

모든 포텐셔미터에는 전자적, 기계적 제어 장치가 있어 전류 흐름에 대한 저항을 변경합니다. 옴의 법칙에 따라 이 변경된 저항으로 인해 포텐셔미터를 통과하는 전류와 양단 전압이 조절됩니다.

포텐셔미터

포텐셔미터의 특성

주요 특성은 다음과 같습니다:

테이퍼(Taper)

포텐셔미터의 주요 특징 중 하나로, 이를 효과적으로 활용하고 적절한 애플리케이션이나 기기를 선택하는 데 도움을 줍니다.

'팟의 테이퍼' 또는 '팟의 법칙'이라고도 하며, 저항과 와이퍼 위치를 플로팅했을 때의 비율을 의미합니다. 엔지니어라면 이 비율이 그래프상 선형(linear), 로그(logarithmic), 반로그(antilogarithmic) 형태를 띠는 것을 알 수 있습니다.

듀얼 포텐셔미터

마킹 코드(Marking Codes)

포텐셔미터가 도달할 수 있는 최대 저항을 나타냅니다. 엔지니어가 포텐셔미터 선택 시 정보에 기반한 결정을 내릴 수 있게 돕습니다. 제조사는 보통 마킹 코드를 표기합니다. 예를 들어 '100K'로 표기된 포트는 최대 100KΩ 저항까지 가능합니다.

마킹 코드는 포트의 테이퍼를 나타내는 역할도 합니다. 다만 이 경우 코드 의미가 사용자 지역에 따라 다를 수 있습니다.

해상도(Resolution)

포트에서 변경 가능한 최소 저항값을 의미합니다. 예를 들어 50kΩ 저항에 해상도 10인 포트라면 최소 저항 변화량은 10Ω입니다.

즉, 가장 작은 저항 변화가 10의 배수(10Ω, 20Ω, 30Ω...)로 일어난다는 뜻입니다.

합 온 합 오프 저항(Hop On Hop Off Resistance)

포트 내 와이퍼의 거동과 관련됩니다. 포트에는 낮은 저항의 금속으로 된 두 단자 사이에 저항 소재가 있습니다.

낮은 저항 때문에 와이퍼가 두 단자 사이 영역에 진입하거나 벗어날 때 저항이 급격히 변합니다. 이 와이퍼의 동작을 '합 온 합 오프 저항'이라 부릅니다.

포텐셔미터 작동 원리

포텐셔미터는 3개 단자를 사용합니다. 회로에 연결하는 방법은 다음과 같습니다: 두 고정 단자를 저항 스트립 양단에 연결하고, 나머지 한 단자를 와이퍼에 연결합니다.

두 고정 단자는 입력 전압을 받는 영역이고, 출력 전압은 첫 번째 단자와 와이퍼에 연결된 단자를 통해 나옵니다.

포텐셔미터 종류

작동 방식(modus operandi) 기준으로 분류하면 세 가지 주요 타입이 있습니다: 로터리 포텐셔미터, 디지털 포텐셔미터, 리니어 포텐셔미터.

로터리 포텐셔미터(Rotary Potentiometer)

스테레오 플레이어의 볼륨 조절 노브를 떠올려 보세요. 노브를 양방향으로 돌려 볼륨을 높이거나 낮춥니다. 로터리 포텐셔미터가 정확히 이렇게 작동합니다.

이 포트는 회전 운동을 가변 저항으로 변환해 전자/전기 회로에 조절 가능한 전압을 공급합니다.

이 유형에서는 균일한 저항을 가진 두 접점이 반원 모양으로 배치되고, 세 번째 단자인 와이퍼가 회전 노브와 연결됩니다.

노브를 돌리면 와이퍼가 저항 위를 이동하며 포텐셔미터의 저항값이 바뀝니다.

다양한 버전의 조절 노브

로터리 포텐셔미터에도 여러 종류가 있습니다: 단일 회전 포트(Single-turn Pot), 듀얼 갱 포트(Dual Gang Pot), 다중 회전 포트(Multi-turn Pot), 서보 포트(Servo Pot), 동심 축 포트(Concentric shafts) 등이 있습니다.