์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ์ ๊ธฐ๋ฅ
LED ์ ์ ์ ์๊ฐํ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์ ์ ์ฅ์น์์ LED, LED ๋ชจ๋ ๋๋ LED ์คํธ๋ฆฝ๊น์ง ์ฐ๊ฒฐํ๋ ์ผ์ด๋ธ์์ ์ผ๋ง๋ ๋ง์ ์ ์์ด ์์ค๋๋์ง ์ถ์ ํฉ๋๋ค. LED๋ ์์ ์ ์ ๋ณํ์๋ ๋ฏผ๊ฐํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์, ๊ธธ๊ณ ๊ฐ๋ ์ ์ ์์ ๋จ ๋ช ๋ถ์ 1๋ณผํธ๋ง ์์ค๋์ด๋ LED๊ฐ ์ด๋์์ง๊ฑฐ๋ ๊ท๊ฒฉ ์ดํ๋ก ์๋ํ ์ ์์ต๋๋ค. ์ด ๋๊ตฌ๋ ํน์ ๊ตญ๊ฐ์ ๋ฐฐ์ ๊ท์ ์ด ์๋ ๋ฌผ๋ฆฌ ๋ฒ์น์ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํ๋ฏ๋ก, ์ด๋ ๋๋ผ์ ์ด๋ค ๋์ฒด์๋ ๋ณดํธ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ ์ ์์ต๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
LED ์ ๋ฅ(A), ์ ์ ์ ํธ๋ ๋ฐฐ์ ๊ธธ์ด(๊ณ์ฐ๊ธฐ๊ฐ ๊ท๋ก ๋์ฒด๋ฅผ ์ํด ์๋์ผ๋ก ๋ ๋ฐฐ๋ก ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค), ์ ์ ๋จ๋ฉด์ (mmยฒ), ๊ณต๊ธ ์ ์, ๋์ฒด ์ฌ์ง(๊ตฌ๋ฆฌ ๋๋ ์๋ฃจ๋ฏธ๋)์ ์ ๋ ฅํ์ธ์. ๊ฒฐ๊ณผ์๋ ์ ์ ์์ ์์ค๋ ์ ์, LED์ ์ค์ ๋ก ๋๋ฌํ๋ ์ ์, ์ ์๊ฐํ ๋น์จ, ๋ฃจํ ์ ํญ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด๋ก ๋ญ๋น๋๋ ์ ๋ ฅ์ด ํ์๋ฉ๋๋ค.
๊ณต์ ์ค๋ช
์ ์ ์ ์ ํญ์ \(R = \rho L / A\) ์ ๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ \(\rho\)๋ ์ฌ์ง์ ๋น์ ํญ(๊ตฌ๋ฆฌ๋ \(1.68 \times 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}\)), \(L\)์ ๊ธธ์ด, \(A\)๋ ์ ๊ณฑ๋ฏธํฐ ๋จ์ ๋จ๋ฉด์ ์ ๋๋ค. ์ ๋ฅ๋ ๋๊ฐ๋ค๊ฐ ๋ค์ ๋์์์ผ ํ๋ฏ๋ก ์๋ณต ์ ์๊ฐํ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ฉ๋๋ค.
$$V_{\text{๊ฐํ}} = \frac{2 \cdot L \cdot I \cdot \rho}{A}$$
์ฐธ๊ณ ๋ก \(1\ \text{mm}^2 = 1 \times 10^{-6}\ \text{m}^2\) ์ ๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
LED ์คํธ๋ฆฝ์ด 0.5 mmยฒ ๊ตฌ๋ฆฌ ์ ์ 5 m๋ฅผ ํตํด 2 A๋ฅผ ๋์ด์จ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. ๋ฏธํฐ๋น ์ ํญ = $$\frac{1.68 \times 10^{-8}}{0.5 \times 10^{-6}} = 0.0336\ \Omega/\text{m}$$ ์ ๋๋ค. ๋ฃจํ ๊ธธ์ด = 10 m ์ด๋ฏ๋ก ๋ฃจํ ์ ํญ = \(0.336\ \Omega\) ์ ๋๋ค. ์ ์๊ฐํ = \(2\ \text{A} \times 0.336\ \Omega = 0.672\ \text{V}\) ์ ๋๋ค. 12 V ๊ณต๊ธ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ฝ 5.6%์ ํด๋นํ๋ฉฐ, ์คํธ๋ฆฝ์๋ 11.328 V๊ฐ ๋๋ฌํ๊ณ 1.344 W๊ฐ ์ด๋ก ๋ญ๋น๋ฉ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ ๊ธธ์ด์ 2๋ฅผ ๊ณฑํ๋์? ์ ๋ฅ๋ ์๊ทน๊ณผ ์๊ทน ๋์ฒด๋ฅผ ๋ชจ๋ ํต๊ณผํ๋ฏ๋ก, ์ ์ฒด ๊ตฌ๋ฆฌ ๊ฒฝ๋ก๋ ๋ฐฐ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋ฉ๋๋ค.
์ ์๊ฐํ๋ ์ด๋ ์ ๋๊น์ง ํ์ฉ๋๋์? ๋ฏผ๊ฐํ LED ์คํธ๋ฆฝ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ์๊ฐํ๋ฅผ 3% ์ด๋ด๋ก ์ ์งํ๋ ๊ฒ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๊ถ์ฅ ๊ธฐ์ค์ ๋๋ค. ์ด๋ฅผ ์ด๊ณผํ๋ฉด ๋ ๊ตต์ ์ ์ (๋ ํฐ ๋จ๋ฉด์ )์ ์ฐ๊ฑฐ๋ ๋ฐฐ์ ๊ธธ์ด๋ฅผ ์ค์ด์ธ์.
์จ๋๋ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋์? ๋ค โ ๋น์ ํญ์ ์จ๋๊ฐ ์ค๋ฅผ์๋ก ์ปค์ง๋ฏ๋ก, ๋จ๊ฑฐ์ด ๋์ฒด์์๋ ์ ์๊ฐํ๊ฐ ์ฝ๊ฐ ๋ ๋ฐ์ํฉ๋๋ค. ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ํ์ค 20 ยฐC ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํฉ๋๋ค.