펌웨어 개발자로서는 이번 편까지면 충분하므로 여기까지만 봐도 무방하다. 펌웨어 개발자는 하드웨어도 한다는 것이 나의 불편한 진실이다.
지난 화에는 직렬 저항 회로와 병렬 저항 회로를 보았다. 그렇다면 이런 생각이 들 것이다(사실 안들어도 상관없다)
"오 그럼 이제 여러 개의 저항을 하나로 만들어서 계산하면 정말 편하겠네 ㅎㅎ" 라고 생각했다면, 하나만 알고 둘은 모르는 것이다. 사실 내가 안알려줬다.
직렬 저항 회로는 두 개의 저항이 다른 시작점을 가지고 있다. 5V -> 저항(1) -> 저항(2) -> GND로 말이다.
반면에 병렬 저항 회로는 -분리해 보면- 5V -> 저항(1) -> GND 5V -> 저항(2) -> GND 로 되어있다.
이 두 가지는 이렇게 볼 수 있다. - 직렬 저항 회로의 흐름은 한 개의 줄로 볼 수 있고, 두 저항 모두 5V에서 시작하지 않는다. - 병렬 저항 회로의 흐름은 두 개의 줄로 볼 수 있고, 두 저항 모두 5V에서 시작한다.
이게 무슨 뜻이냐면 한 개의 줄은 전류(I)로 볼 수 있고, 각 저항에서 시작하는 5V라는 놈은 전압(V)으로 보는 것이다.
어렵게 썼지만 한 줄로 쓰면 다음과 같다. "직렬 저항 회로는 전류가 일정하고, 병렬 저항 회로는 전압이 일정하다."
이 말은 또 이렇게 쓴다 "직렬 저항 회로는 전압을 나눌 수 있고, 병렬 저항 회로는 전류를 나눌 수 있다."
아~~~ 힘들다. 결국 이 두줄 쓰려고 서론을 길게 잡았다. 그렇다면 이제 차근차근 회로를 보도록 하자
1) 전압 분배 회로
가로로 그리는게 낫군...
위의 회로가 낯설지는 않을 것이다. 바로 직렬 저항 회로를 가로로(무려!!) 눕힌 것뿐이다. 그러나 가운데에 선 하나가 있는데 그 위에 "전압 확인"이라는 문장이 있다.
일단 이전에 배운 공식을 써서 구한 전류의 값은 0.025A이다. 또한, 직류 회로에서 '전류'는 일정하다는 것을 우리는 알고 있다. 그리고 각 저항의 양단에 에 걸리는 전압 값을 구하려면 $V = IR$로서 $V_{(R1)} = 0.025 \times 100 = 2.5V$ $V_{(R2)} = 0.025 \times 100 = 2.5V$ 오! 두 개가 똑같다.
그렇다면 같은 값의 저항이 두 개 이상 연달아 있다면? 그것은 전압을 저항 수만큼 나눈 것과 같은 것이다. 아닐 것 같다고 생각하면 5V에 100옴 저항 다섯 개 붙여서 계산해보자.
다시 돌아와서 저 전압 확인의 전압은 R1에서 R2로 가는 사이의 전압값을 보는 것이다. 그리고 그것은 R2의 전압값과 같다(연결되어 있으므로!!) 그러므로 2.5V의 전압값을 확인할 수 있을 것이다.
또한, 위의 회로에서 각 저항에 걸리는 전압값을 확인하는 공식은 아래와 같다. R1의 기준으로 보도록 하자 $$\mathbf {V_{(R1)} = \frac{(R1)}{(R1+R2)} \times V}$$
두 저항의 저항값을 달리 하여 계산해보고 각 저항에 걸리는 전압값을 계산해보시라. 물론 지난번의 계산과 위의 계산을 둘다 해보면 전압값은 동일하다.
그럼 이 분압 회로는 어디에 쓰이는 것일까? - 전원이 제대로 공급되는지 확인하는 용도 - 필요한 전압값을 만들어 공급하는 용도 정도이지만 사실 첫 번째 항목 빼면 쓸 일 없다.
그 이유는 언젠가 설명할 일이 있을 것이다.
분압 회로와 분류 회로를 같이 하려고 했는데, 길어서 다음 편으로 넘기도록 하겠다. 펌웨어를 하는 쪽이라면 다음편까지 볼 필요는 없으나 참고용으로 알아두면 좋을 것이다. 회로를 이해하는데 도움이 될 것이다.
