옴의 법칙·전력 계산기
전압, 전류, 저항, 전력 중 아무거나 두 개를 입력하면 나머지 두 값을 계산합니다.
공식
V = I·R, P = V·I = I²R = (V²)/(R). 저항에서 소모되는 전력을 알면 저항의 정격 전력(¼ W, ½ W 등)을 고를 수 있습니다. 보통 계산값의 두 배 이상 여유를 둡니다.
풀이 예제: 12 V에 470 Ω 저항을 달면
- 전류: I = (V)/(R) = (12 V)/(470 Ω) = 25.5 mA
- 전력: P = (V2)/(R) = ((12 V)2)/(470 Ω) = 306 mW
- 흔한 ¼ W 저항이면 정격의 123%라 타 버립니다. 두 배 여유를 두면 1 W 저항이 필요합니다.
저항별 전류·전력 표 (5 V, 12 V)
| 저항 | I (5 V) | P (5 V) | 정격 (5 V) | I (12 V) | P (12 V) | 정격 (12 V) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 저항100 Ω | I (5 V)50 mA | P (5 V)250 mW | 정격 (5 V)½ W | I (12 V)120 mA | P (12 V)1.44 W | 정격 (12 V)5 W |
| 저항220 Ω | I (5 V)22.7 mA | P (5 V)114 mW | 정격 (5 V)¼ W | I (12 V)54.5 mA | P (12 V)655 mW | 정격 (12 V)2 W |
| 저항330 Ω | I (5 V)15.2 mA | P (5 V)75.8 mW | 정격 (5 V)¼ W | I (12 V)36.4 mA | P (12 V)436 mW | 정격 (12 V)1 W |
| 저항470 Ω | I (5 V)10.6 mA | P (5 V)53.2 mW | 정격 (5 V)⅛ W | I (12 V)25.5 mA | P (12 V)306 mW | 정격 (12 V)1 W |
| 저항1 kΩ | I (5 V)5 mA | P (5 V)25 mW | 정격 (5 V)⅛ W | I (12 V)12 mA | P (12 V)144 mW | 정격 (12 V)½ W |
| 저항2.2 kΩ | I (5 V)2.27 mA | P (5 V)11.4 mW | 정격 (5 V)⅛ W | I (12 V)5.45 mA | P (12 V)65.5 mW | 정격 (12 V)¼ W |
| 저항4.7 kΩ | I (5 V)1.06 mA | P (5 V)5.32 mW | 정격 (5 V)⅛ W | I (12 V)2.55 mA | P (12 V)30.6 mW | 정격 (12 V)⅛ W |
| 저항10 kΩ | I (5 V)500 µA | P (5 V)2.5 mW | 정격 (5 V)⅛ W | I (12 V)1.2 mA | P (12 V)14.4 mW | 정격 (12 V)⅛ W |
정격은 소비 전력의 두 배 이상인 표준 정격입니다. 실험에서 전류계 값이 계산보다 작게 나온다면 전류계가 작게 읽히는 이유 가이드를 보세요.
실험대에서 확인: 같은 전류, 세 가지 측정
아래 숫자는 이 사이트 운영자가 실험 수업에서 직접 기록한 값에서 계산했습니다. 측정값은 고치지 않았습니다.
1 kΩ과 3 kΩ을 직렬로 연결하고 전원을 10 V, 16 V로 맞춘 실험입니다. 같은 전류를 세 가지 방법으로 구했습니다. 전원 전압을 이 계산기에 넣은 값, 각 저항 양단 전압을 공칭 저항으로 나눈 값, 그리고 전류계 눈금입니다.
| 전원 | 계산기 (Vdc ÷ 4 kΩ) | VR1 ÷ 1 kΩ | VR2 ÷ 3 kΩ | 전류계 |
|---|---|---|---|---|
| 전원10 V | 계산기 (Vdc ÷ 4 kΩ)2.506 mA | VR1 ÷ 1 kΩ2.48 mA | VR2 ÷ 3 kΩ2.501 mA | 전류계2.438 mA (−2.7%) |
| 전원16 V | 계산기 (Vdc ÷ 4 kΩ)4.004 mA | VR1 ÷ 1 kΩ3.963 mA | VR2 ÷ 3 kΩ3.952 mA | 전류계3.912 mA (−2.3%) |
전압으로 구한 두 전류는 계산기 값과 약 1% 안에서 맞았지만, 전류계는 2.3~2.7% 낮게 읽혔습니다. 옴의 법칙이 틀린 것이 아니라 전류계와 배선이 회로에 저항을 더했기 때문입니다. 자세한 분석은 전류계가 낮게 읽히는 이유에 있습니다.
이 계산기를 쓸 때의 교훈: 작은 전류를 정확히 알고 싶으면 값을 아는 저항 양단 전압을 재고 이 계산기로 I = V ÷ R을 구하세요. 전압계는 회로를 거의 건드리지 않습니다.
옴의 법칙 실전
알고 있는 두 값으로 저항 고르기
- 알고 있는 값 두 개를 입력합니다. 4.7k, 20mA, 0.5W처럼 접두어를 그대로 쓸 수 있어 단위를 미리 바꿀 필요가 없습니다.
- 결과 카드에서 나머지 두 값을 읽습니다. 전력 줄은 부품이 얼마나 뜨거워질지를 알려 줍니다.
- 저항의 정격 전력은 표시된 전력의 두 배 이상으로 고르고, 전원이 그 전류를 낼 수 있는지도 확인합니다.
옴의 법칙 계산이 틀어지는 곳
- mA와 A를 섞어 쓰기. 전류 칸에 20만 적으면 20 mA가 아니라 20 A입니다. m을 붙여 주세요.
- 다이오드·LED·트랜지스터에 그대로 적용하기. 이 부품들은 저항이 아니어서 전압에 따라 전류가 급격히 바뀝니다. LED나 트랜지스터 계산기를 쓰세요.
- 회로의 나머지 저항을 잊기. 전선, 전류계 내부 션트, 전원의 내부 저항도 R에 더해집니다. 10 Ω 아래의 작은 저항에서는 전류가 눈에 띄게 달라질 수 있습니다.
전류계 없이 전류 읽기
먼저 저항을 회로에서 빼고 측정합니다. 5% 저항은 허용 범위 안 어디에나 있을 수 있기 때문입니다. 그다음 전원을 넣은 상태에서 저항 양단 전압을 재고 측정한 저항값으로 나누면, 낮은 레인지의 전류계 값보다 믿을 만한 전류가 나옵니다. 계산상 괜찮아도 손을 대기 힘들 만큼 뜨겁다면 정격에 가까운 것입니다. 정격은 70 °C 이하의 개방된 공기를 기준으로 하기 때문입니다.
자주 묻는 질문
저항의 정격 전력은 어떻게 고르나요?
계산된 소비 전력의 두 배 이상인 정격을 고르는 것이 일반적입니다. 저항이 0.1 W를 소비한다면 ¼ W(0.25 W) 저항을 쓰면 됩니다.
옴의 법칙이 맞지 않는 부품도 있나요?
다이오드, LED, 트랜지스터 같은 비선형 소자는 전압과 전류가 비례하지 않아서 V = IR을 그대로 적용할 수 없습니다. 이런 소자는 데이터시트의 전압-전류 특성을 봐야 합니다.