레오스타트 vs 포텐쇼미터: 기능과 핵심 차이점 완벽 정리

전기 회로에서 가변 저항이 필요할 때 레오스타트(rheostat)와 포텐쇼미터(potentiometer)는 일반적인 선택지입니다. 레오스타트는 포텐쇼미터와 미세한 차이가 있는 흥미로운 장치입니다. 레오스타트에 대해 더 알고 싶은 전자 애호가들을 위해 그 내부를 자세히 살펴보겠습니다. 레오스타트는 무엇을 할까요? 계속 논의를 이어가겠습니다.

1. 레오스타트란 무엇인가?

레오스타트는 수동으로 저항을 감소시켜 회로를 흐르는 전류의 양을 변경하는 가변 저항기입니다.

레오스타트는 아래와 같이 기호로도 표현할 수 있습니다:

(레오스타트의 국제 기호)

2. 레오스타트 구조

포텐쇼미터와 유사하게, 레오스타트 구조는 세 개의 단자로 구성되지만 그중 두 개만 사용합니다.

포텐쇼미터와 달리, 두 단자는 저항 소자인 트랙의 양쪽 끝에 고정되고, 나머지 단자는 가변 저항기 역할을 합니다.

슬라이딩 와이퍼가 저항 물질(코일 와이어로 구성)을 따라 연결되고 이동하여 레오스타트의 저항이 변합니다.

대부분의 모델이 와이어로 감겨 있기 때문에 레오스타트는 와이어 권선 저항기(wire-wound resistor)라고도 불립니다.

일반적으로 니크롬 와이어를 세라믹 절연 코어에 감아 저항기를 만드는데, 이는 레오스타트가 에너지를 열에너지로 변환하므로 과도한 열로부터 절연하기 위함입니다.

(레오스타트 다이어그램)

레오스타트의 세 가지 유형은 다음과 같습니다:

• 회전형 레오스타트: 회전 저항 경로로 구성
• 선형 레오스타트: 선형 저항 경로와 두 개의 고정 단자가 있으나 하나만 사용
• 프리셋 레오스타트: 인쇄 회로 기판을 사용하여 회로에서 교정할 때 유용

3. 레오스타트는 어떻게 작동하는가?

레오스타트의 저항은 전류가 흐르는 저항 트랙의 길이에 따라 달라집니다. 슬라이더가 초기 단자에 가까우면 저항 경로의 길이가 감소하여 전류의 작은 부분만 차단하고 대부분이 흐르기 때문에 저항이 최소화됩니다.

마찬가지로, 와이퍼가 초기 단자에서 멀어지고 반대쪽 단자에 가까워지면 최대 저항을 얻습니다. 저항 경로가 증가하여 많은 전류를 차단하고 적은 양만 허용하기 때문입니다.

레오스타트의 정격은 와트, 암페어, 그리고 저항 값으로 표시됩니다.

그러나 레오스타트는 전압을 변경하지 않으며, 전기 회로에서 전류 흐름을 조절합니다.

외부 노브를 손으로 조정하면 와이퍼가 저항 경로를 따라 이동합니다.

레오스타트에는 저항 범위가 있어 정격 전류 범위 밖의 저항을 제공할 수 없습니다.

(전압계)

4. 레오스타트는 무엇을 하는가?

레오스타트는 일반적으로 고전압 전류가 필요할 수 있는 전기 회로에서 작동합니다. 전기 장치에서 가변 저항기 또는 전위 분배기로 작동합니다.

레오스타트 응용 분야

레오스타트는 선풍기의 모터 속도 조절과 전구의 조도 조절에서 가변 저항기로 작동합니다.

전구에 흐르는 전류를 감소시켜 조명의 강도를 변경합니다. 레오스타트 저항이 증가하면 조명이 어두워지고, 전류 흐름이 증가하고 저항이 감소하면 전구가 밝아집니다. 따라서 현미경은 표본 관찰 시 조명 조절을 위해 이 원리를 활용합니다.

같은 원리가 선풍기 전기 모터의 속도 제어에도 적용됩니다. 다만 전류 조절은 레오스타트의 전위차 내에서 발생합니다.

레오스타트는 저항을 생성할 때 여분의 열을 출력하므로 히터의 원리가 됩니다. 예를 들어, 열 매트나 타이머식 파충류 열램프에서 열원으로 기능합니다.

볼륨 제어에도 사용할 수 있습니다.

(열 매트)

5. 레오스타트 사용 시 마주할 수 있는 일반적인 문제들

저항기는 수동 양단 소자로 회로 소자로서 전기 저항을 구현하는 반면, 레오스타트는 회로 차단 없이 전기 전류를 조절합니다.

(저항기 모음)

포텐쇼미터와 레오스타트의 차이점

전기 부품의 기능과 구조가 약간 유사하므로 차이점을 식별하는 것이 중요합니다. 차이점은 다음과 같습니다:

• 포텐쇼미터는 레오스타트로 사용할 수 있지만, 레오스타트는 포텐쇼미터로 기능할 수 없습니다.
• 포텐쇼미터는 3단자 저항기인 반면, 레오스타트는 2단자 저항기입니다.
• 레오스타트는 전류 변화 역할을, 포텐쇼미터는 전압 변화 역할을 합니다.

차이점에 대한 비디오 설명은 여기를 클릭하세요.

(포텐쇼미터)

(포텐쇼미터 기호)

(레오스타트 기호)

레오스타트의 단점

• 저항 생성 시 과도한 열 발생으로 전력 손실 발생
• 큰 크기로 인해 최신 기기에 적합하지 않아 TRIAC와 실리콘 제어 정류기(SCR)로 대체됨
• TRIAC에 비해 효율이 낮음

회로에 레오스타트 연결 방법

레오스타트를 전자 회로에 연결하려면 병렬이 아닌 직렬 조합으로 배치해야 합니다. 전기 전류가 저항 경로에서 적기 때문입니다.

따라서 덜 저항적인 경로와 더 저항적인 경로의 옵션이 주어지면 덜 저항적인 경로를 택합니다.

병렬 경로가 회로에 형성되면 레오스타트는 작동하지 않습니다. 전자가 해당 경로를 선택하지 않기 때문입니다.

대신 직렬 경로를 통해 곧장 흐르는데, 다른 사용 가능한 경로보다 더 많은 저항을 얻기 때문입니다.

포텐쇼미터를 3단자 소자에서 2단자 소자로 전환하려면 저항 소자의 끝을 개방 상태로 두어야 합니다.

(직렬 연결된 레오스타트)

요약

간단히 말해, 우리는 레오스타트와 레오스타트, 포텐쇼미터, 저항기 간의 차이점에 익숙해졌습니다.

직류 전압이 레오스타트에 미치는 영향을 이해함으로써 모터용 회로의 전력 응용을 알게 되었습니다. 질문이 있으시면 언제든 연락 주세요.