LED 저항 계산기란?
LED는 반드시 전류 제한용 저항을 직렬로 연결해서 사용해야 합니다. 저항 없이 LED를 전원에 바로 연결하면 과도한 전류가 흘러 거의 순식간에 타버립니다. 이 계산기는 LED가 정격 전류에서 안전하게 동작하도록 직렬로 연결할 저항의 적정값을 계산해 줍니다. 또한 그 저항이 소비하는 전력(소비 전력)까지 알려주므로, 충분한 와트(W) 정격을 갖춘 저항을 고를 수 있습니다. 여기에 쓰이는 원리는 어디에서나 동일한 옴의 법칙이므로, 이 도구는 특정 국가에만 해당하는 것이 아니라 전 세계 어디서나 그대로 적용됩니다.
세 가지 입력값
- 전원 전압 (V) – 회로를 구동하는 전원의 전압입니다. 예를 들어 USB의 5 V, 건전지의 9 V, 자동차 시스템의 12 V 등이 있습니다.
- LED 순방향 전압 (V) – LED가 켜졌을 때 LED 양단에 걸리는 전압입니다. LED 색상에 따라 달라지며, 대략 빨간색은 1.8~2.2 V, 파란색·흰색은 3.0~3.4 V 정도입니다. 정확한 값은 데이터시트를 확인하세요.
- LED 순방향 전류 (mA) – 목표로 하는 동작 전류로, 일반적인 5 mm LED는 보통 20 mA 안팎입니다.
계산 공식
이 계산기는 옴의 법칙을 적용합니다. 저항은 선택한 전류를 흘리면서, 전원 전압과 LED 순방향 전압의 차이만큼을 감당(전압 강하)해야 합니다.
- $$R = \frac{\text{전원 전압 (V)} - \text{순방향 전압 (V)}}{\dfrac{\text{순방향 전류 (mA)}}{1000}}$$
- $$P = R \cdot \left(\frac{\text{순방향 전류 (mA)}}{1000}\right)^{2}$$
계산 전에 전류를 1000으로 나누어 밀리암페어(mA)를 암페어(A) 단위로 환산합니다.
계산 예시
9 V 건전지와 순방향 전압이 2 V인 빨간색 LED가 있고, 여기에 20 mA를 흘리고 싶다고 가정해 보겠습니다.
- $$\text{저항} = \frac{9 - 2}{\dfrac{20}{1000}} = \frac{7}{0.02} = \mathbf{350\ \Omega}$$
- $$\text{전력} = 350 \times (0.02)^{2} = 350 \times 0.0004 = \mathbf{0.14\ \text{W}}$$
350 Ω은 표준 저항값이 아니므로, 바로 위의 흔한 규격(예: 360 Ω 또는 390 Ω)을 선택하는 것이 안전합니다. 0.14 W의 소비 전력은 표준 0.25 W(¼ W) 저항으로도 여유 있게 감당할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
왜 저항값을 올려서 잡아야 하나요? 저항을 약간 더 높게 선택하면 전류가 조금 낮아져 LED를 보호할 수 있습니다. 반대로 값을 내려서 잡으면 전류가 정격 한계를 넘어설 수 있습니다.
전원 전압이 순방향 전압보다 낮으면 어떻게 되나요? 결과값이 음수나 0이 나오는데, 이는 LED가 켜지지 않는다는 뜻입니다. 전원 전압은 반드시 LED의 순방향 전압보다 높아야 합니다.
전력(와트) 정격이 왜 중요한가요? 저항은 에너지를 열로 소비합니다. 계산된 전력이 저항의 정격을 초과하면 저항이 과열되어 고장 날 수 있습니다. 항상 계산된 소비 전력보다 높은 정격의 저항을 선택하세요.
