전압 분배기란?
전압 분배기(Voltage Divider)는 전자 회로에서 가장 기본이 되는 회로 중 하나입니다. 두 개의 저항 R1과 R2를 입력 전압 Vin에 직렬로 연결하고, 출력 전압 Vout은 R2 양단에서 측정합니다. 키르히호프의 전압 법칙에 따라 두 저항에는 동일한 전류가 흐르며, 입력 전압은 각 저항값의 비율에 맞춰 나뉘게 됩니다.
계산기 사용 방법
입력 전압(Vin, 볼트 단위), 위쪽 저항 R1(옴 단위), 아래쪽 저항 R2(옴 단위)를 입력하세요. 그러면 R2 양단에 걸리는 출력 전압, 밀리암페어(mA) 단위의 루프 전류, 전체 직렬 저항, 그리고 분배기가 소비하는 총 전력(밀리와트, mW)이 즉시 계산되어 표시됩니다.
공식 풀이
핵심 관계식은 $$V_{out} = \text{V}_{in} \cdot \frac{\text{R2}}{\text{R1} + \text{R2}}$$ 입니다. 분모인 \((\text{R1} + \text{R2})\)는 전원이 바라보는 전체 저항을 의미합니다. \(\frac{\text{R2}}{\text{R1}+\text{R2}}\)라는 비율은 전체 전압 중에서 R2 양단에 나타나는 몫을 나타냅니다. 루프 전류는 $$I = \frac{\text{V}_{in}}{\text{R1} + \text{R2}}$$로 구하고, 총 전력은 \(P = \text{V}_{in} \cdot I\)로 계산합니다.
예제 풀이
Vin = 12 V, R1 = 1000 Ω, R2 = 2000 Ω라고 가정해 봅시다. 전체 저항은 3000 Ω입니다. $$V_{out} = 12 \times \frac{2000}{3000} = 8 \ \text{V}$$가 됩니다. 루프 전류는 \(\frac{12}{3000} = 0.004 \ \text{A} = 4 \ \text{mA}\)입니다. 총 전력은 \(12 \times 0.004 = 0.048 \ \text{W} = 48 \ \text{mW}\)입니다.
자주 묻는 질문(FAQ)
부하가 출력에 영향을 주나요? 네, 그렇습니다. 이 계산기는 부하가 없는 이상적인 분배기를 기준으로 합니다. R2 양단에 부하 저항이 연결되면 실효 R2 값이 낮아지고, 그 결과 Vout도 함께 떨어집니다.
전력은 왜 중요한가요? 총 소비 전력을 알면 저항이 과열되지 않도록 충분한 정격 와트(W)의 저항을 선택할 수 있습니다.
R1과 R2를 바꿔도 되나요? 두 저항을 서로 바꾸면 출력을 측정하는 저항이 달라지므로, 두 저항값이 같지 않은 한 Vout 값이 바뀝니다.
