가변 저항 완벽 가이드: 종류(포텐쇼미터/레오스탯/디지털), 원리, 연결법, 응용

가변 저항(Variable Resistor)이란?

회로 내에서 저항값을 기계적/전기적으로 조절할 수 있는 부품입니다. 전압 분배, 전류 제한, 신호 레벨 조정, 볼륨 제어, 센서 보정 등 아날로그 회로 설계의 핵심 요소입니다.

주요 종류 및 특징

1. 포텐쇼미터 (Potentiometer) - 3단자, 전압 분배기

• 기계식 포텐쇼미터: 축 회전/슬라이드 접점 이동으로 저항 분할. 오디오 볼륨, 위치 센서, 트리머(트림팟)
• 디지털 포텐쇼미터 (Digipot): I²C, SPI, 업/다운 신호로 디지털 제어. 비휘발성 메모리 내장형도 있음. 마이크로컨트롤러 연동 자동 보정/제어에 적합
• 트리머/트림팟: PCB 직장착, 드라이버로 1회성 조정. 소형, 저가, 다회전 타입으로 정밀 조정 가능

2. 레오스탯 (Rheostat) - 2단자, 가변 저항기

• 저항체 양단 중 하나와 와이퍼 단자만 사용
• 직렬 회로 전류 제어용 (과거: 조명 조광, 모터 속도 제어)
• 현재는 전력 손실 커서 스위칭 소자(PWM, MOSFET)로 대체 추세
• 고전력용 와이어 와인드 레오스탯은 여전히 산업용으로 사용

3. 디지털 저항 (Digital Resistor)

• 이산적 스텝(예: 256단계)으로 저항값 변경
• I²C, SPI, 원버튼(Up/Down) 인터페이스
• EEPROM 내장형은 파워온 시 마지막 값 복원
• 정밀도: ±1~2% (기계식 대비 우수), 온도 계수 낮음

4. 프리셋/프리셋 저항 (Preset)

• 소형 트리머의 일종, PCB 장착 후 드라이버로 조정
• 다회전(멀티턴) 타입으로 미세 조정 용이
• 감도 조정, 발진 주파수 조정, 알람 임계값 설정 등

연결 방식 (3단자 포텐쇼미터 기준)

가변 저항기(레오스탯) 모드 - 2단자 사용

입력 ──────[저항체 한끝]──────[와이퍼]────── 출력
              (다른 끝은 미연결)

와이퍼 위치에 따라 유효 저항값 0~최대값 가변.

전압 분배기(포텐쇼미터) 모드 - 3단자 모두 사용

Vin ──────[저항체 상단]──────[와이퍼]────── Vout
                    │
                  [저항체 하단]
                    │
                   GND

Vout = Vin × (R_하단 / R_전체). 오디오 볼륨, ADC 입력 레벨 조절 등에 사용.

동작 원리

• 저항체(트랙): 카본, 서멧(세라믹+금속), 와이어 와인드, 전도성 플라스틱
• 와이퍼(브러시): 저항체 위를 슬라이드/회전하며 접점 위치 변경
• 접점 위치에 따라 유효 저항 길이 변화 → 저항값 변화

트랙 테이퍼(Taper/법칙) 종류

타입	코드	특성	용도
리니어 (Linear)	B, LIN	회전각/이동량에 비례해 저항 선형 변화	일반 제어, 전압 분배, 센서
로그/오디오 (Log/Audio)	A, LOG	초반 느리게, 후반 빠르게 변화 (청감 보정)	오디오 볼륨, 톤 컨트롤
안티로그 (Anti-log)	C	로그 반대 곡선	특수 오디오, 압축기

사양 표기 예시

• 저항값: 10kΩ, 100kΩ, 1MΩ 등
• 정격 전력: 0.1W, 0.5W, 1W 등 (와이어 와인드는 수 W~수십 W)
• 축 직경: 6mm (표준), 3.5mm (미니)
• 회전각: 270° (일반), 300°, 다회전(3600°=10턴)
• 내구성: 10,000~1,000,000 사이클

심볼 (IEC 표준)

• 포텐쇼미터: 저항 심볼에 화살표(와이퍼)가 중앙 탭 향함
• 레오스탯: 저항 심볼에 화살표가 한끝에서 와이퍼로
• 프리셋: 직사각형 박스에 화살표, 'PRESET' 표기

주요 응용 분야

• 오디오: 볼륨, 밸런스, 톤 컨트롤, 이퀄라이저
• 전원: 가변 전압/전류 소스, 벤치 파워서플라이 조정
• 센서 보정: 영점/스팬 조정, 트리머로 1회성 캘리브레이션
• 발진기/필터: 주파수 가변 (RC 발진기, 액티브 필터)
• 조광기: LED/PWM 디머 제어 (아날로그 디머는 레오스탯)
• 모션 제어: 조이스틱, 페달, 슬라이더 위치 감지
• 테스트/계측: 가변 부하, 더미 로드, 브리지 보정

선정 가이드

요구사항	추천 타입
수동 조작, 저가, 아날로그 느낌	기계식 포텐쇼미터 (리니어/오디오)
MCU 자동 제어, 메모리 저장, 정밀도	디지털 포텐쇼미터 (I²C/SPI)
PCB 1회성 조정, 소형, 정밀	멀티턴 트리머/프리셋
고전력 전류 제어 (>1W)	와이어 와인드 레오스탯 또는 PWM+MOSFET
위치 센서 (피드백)	전도성 플라스틱 포텐쇼미터 (긴 수명, 저잡음)

결론

가변 저항은 아날로그 회로의 '손잡이' 역할을 합니다. 용도(수동/자동), 전력, 정밀도, 수명, 테이퍼 특성을 고려해 적절한 타입을 선택하세요. 디지털 제어 시대에도 아날로그 포텐쇼미터는 직관적 UI와 저비용으로 여전히 널리 쓰이며, 디지털 포텐쇼미터는 자동화/원격 제어/자기 보정 시스템에서 필수적입니다.