필사 모드: 프로그래머를 위한 옴의 법칙 — 전압, 전류, 저항을 숫자로 이해하기

• 들어가며 — 저항 하나를 빼먹고 LED를 태운 날
• 전압, 전류, 저항 — 세 숫자의 정확한 의미
• 물 비유는 어디까지 맞고 어디서 깨지는가
• 직렬과 병렬을 손으로 계산하기
  • 직렬 — 전류가 같고 전압이 나뉩니다
  • 병렬 — 전압이 같고 전류가 나뉩니다
• 키르히호프의 두 법칙 — 측정할 때 쓰는 도구
  • 전압 법칙 — 한 바퀴 돌면 0이 됩니다
  • 전류 법칙 — 접점에서 들어간 만큼 나옵니다
• 전력 — 저항이 뜨거워지는 이유와 정격 고르기
• 멀티미터로 실제로 재기 (그리고 퓨즈를 날리는 실수)
  • 전압은 병렬로, 부품 양 옆에서 잽니다
  • 전류는 직렬로, 회로를 끊고 그 자리에 넣습니다
  • 누구나 한 번은 하는 실수 — 전류 레인지로 전압을 재기
  • 저항 측정에는 조건이 하나 있습니다
  • 아두이노로 전압을 직접 읽어 보기
• 마치며 — 부품을 고르는 일은 결국 전류를 정하는 일입니다

들어가며 — 저항 하나를 빼먹고 LED를 태운 날

브레드보드에 LED를 꽂고, 긴 다리를 아두이노 D9에, 짧은 다리를 GND에 연결합니다. 코드는 한 줄입니다. digitalWrite(9, HIGH). LED가 아주 잠깐 눈부시게 밝았다가, 흐려지고, 꺼집니다. 다시 꽂아도 안 켜집니다.

소프트웨어에서 이런 일은 거의 없습니다. 잘못된 코드는 예외를 던지거나 틀린 값을 반환하지만, 함수가 물리적으로 사라지지는 않습니다. 하드웨어에서는 부품이 사라집니다. 그리고 사라지는 이유는 거의 항상 숫자 하나를 잘못 알고 있었기 때문입니다.

위 회로에서 그 숫자는 전류입니다. LED에 얼마의 전류가 흘렀는지 아무도 정하지 않았습니다. 정하는 부품, 즉 저항이 없었기 때문입니다. 이 글은 그 숫자를 계산할 수 있게 되는 것을 목표로 합니다.

전압, 전류, 저항 — 세 숫자의 정확한 의미

먼저 용어를 정확히 잡고 가겠습니다. 이 세 가지를 흐릿하게 알고 있으면 이후의 모든 계산이 흐릿해집니다.

전류(current)는 흐름입니다. 단위는 암페어이고 기호는 I입니다. 1암페어는 어떤 단면을 1초 동안 1쿨롱의 전하가 지나가는 것입니다. 마이크로컨트롤러 세계에서는 밀리암페어를 주로 씁니다. LED 하나가 15mA, 아두이노 핀 하나가 안전하게 낼 수 있는 최대가 20mA 정도입니다.

전압(voltage)은 흐름이 아니라 차이입니다. 단위는 볼트이고 기호는 V입니다. 여기서 가장 중요한 것은 전압이 한 지점의 속성이 아니라 두 지점 사이의 관계라는 점입니다. "D9 핀의 전압은 5V다"라는 문장은 사실 "D9 핀과 GND 사이의 전위차가 5V다"의 줄임말입니다. 기준점을 밝히지 않은 전압은 값이 없습니다.

이 지점이 프로그래머에게 가장 낯섭니다. 변수는 값을 하나 가지지만 전압은 항상 두 지점을 요구합니다. 멀티미터의 탐침이 두 개인 이유가 이것입니다. 한 개짜리 전압계는 만들 수 없습니다.

저항(resistance)은 제약입니다. 단위는 옴이고 기호는 R입니다. 같은 전압을 걸었을 때 얼마나 적은 전류가 흐르게 만드는가를 나타냅니다.

이 셋을 묶는 것이 옴의 법칙입니다.

V = I × R
I = V / R
R = V / I

세 형태는 같은 식이고, 상황에 따라 무엇을 모르는지가 달라질 뿐입니다. 실제로 회로를 짤 때 가장 많이 쓰는 것은 세 번째 형태입니다. 걸릴 전압과 흘리고 싶은 전류가 정해져 있고, 그것을 만드는 저항을 구하는 것이 부품 선택의 대부분입니다.

숫자를 하나 넣어 보겠습니다. 5V 전원과 GND 사이에 220옴 저항 하나만 연결했다고 하면,

전류 = 5V / 220옴 = 0.0227A = 22.7mA

이 22.7mA는 계산으로 나온 것이 아니라 물리적으로 결정된 값입니다. 전원이 5V를 유지하는 한, 저항이 220옴인 한, 다른 값이 흐를 방법이 없습니다.

여기서 프로그래머가 가장 자주 하는 오해를 하나 정리하고 넘어가겠습니다. 전원은 전압을 정하고, 부품이 전류를 결정합니다. "5V 2A 어댑터"는 2A를 밀어 넣는다는 뜻이 아니라 최대 2A까지 공급할 수 있다는 뜻입니다. 실제로 흐르는 전류는 연결된 회로의 저항이 정합니다. 아무것도 연결하지 않으면 0A가 흐르고, 어댑터는 그것에 대해 아무 불만이 없습니다.

물 비유는 어디까지 맞고 어디서 깨지는가

전기를 배울 때 거의 항상 물 비유가 나옵니다. 전압은 수압, 전류는 유량, 저항은 좁은 관. 이 비유는 상당히 잘 작동합니다. 그리고 정확히 어디서 깨지는지 알고 쓰면 훨씬 더 잘 작동합니다.

맞는 부분부터 보겠습니다. 수압이 높을수록 물이 많이 흐르고, 관이 좁을수록 적게 흐릅니다. 이것이 옴의 법칙입니다. 관을 여러 개 병렬로 놓으면 전체적으로 물이 더 많이 흐릅니다. 이것이 병렬 저항이 전체 저항을 낮추는 이유입니다. 물이 관 중간에서 사라지지 않는다는 것도 맞습니다. 이것이 키르히호프 전류 법칙입니다.

이제 깨지는 부분입니다.

첫째, 물은 한쪽 끝만 열어도 흐릅니다. 전류는 닫힌 경로가 있어야만 흐릅니다. 전선 하나를 5V에 연결하고 반대쪽을 공중에 띄워 두면 전류는 0입니다. 물통에서 호스를 빼면 물이 쏟아지지만, 회로에서 선을 빼면 아무 일도 일어나지 않습니다. 초보자가 GND 연결을 잊고 "전원은 줬는데 왜 안 되지"라고 묻는 이유가 여기 있습니다.

둘째, 물은 관 안에 쌓여 있지만 전하는 회로 안에 대기하고 있지 않습니다. 물 비유는 전류를 "전달되는 물질"로 상상하게 만드는데, 실제로 에너지를 나르는 것은 도선 주변의 전자기장이고 전자 자체는 아주 느리게 움직입니다. 이 차이가 실무에서 드러나는 곳이 고속 신호입니다. 전선의 길이와 배치가 신호 모양을 바꾸는 이유는 유량 모델로는 설명되지 않습니다.

셋째, 그리고 가장 중요한 것인데, 물 비유에서 관의 저항은 고정입니다. 하지만 회로의 상당수 부품은 저항이 고정이 아닙니다. LED는 걸린 전압에 따라 저항이 급격하게 변합니다. 트랜지스터는 제3의 신호에 따라 저항이 변합니다. 물 비유로 LED를 이해하려는 순간 완전히 틀린 결론에 도달합니다. 이 이야기는 LED 저항 계산 글에서 자세히 다룹니다.

정리하면 이렇습니다. 저항과 전원만 있는 회로에서는 물 비유를 마음껏 써도 됩니다. 능동 소자가 들어오는 순간 비유를 버리고 부품의 실제 특성 곡선을 봐야 합니다.

직렬과 병렬을 손으로 계산하기

브레드보드에서 실제로 마주치는 배치는 두 가지뿐입니다. 부품이 한 줄로 늘어선 직렬, 그리고 부품이 같은 두 지점 사이에 나란히 붙은 병렬입니다.

직렬 — 전류가 같고 전압이 나뉩니다

5V 전원에 220옴과 330옴을 순서대로 연결했다고 하겠습니다.

합성 저항 = 220옴 + 330옴 = 550옴
전류      = 5V / 550옴 = 0.00909A = 9.09mA

전류는 갈 곳이 하나뿐이므로 두 저항에 똑같이 9.09mA가 흐릅니다. 각 저항에 걸리는 전압은 옴의 법칙을 다시 적용하면 나옵니다.

220옴에 걸리는 전압 = 0.00909A × 220옴 = 2.00V
330옴에 걸리는 전압 = 0.00909A × 330옴 = 3.00V
합계                = 5.00V

합이 정확히 전원 전압과 같습니다. 우연이 아니라 법칙이고, 잠시 뒤에 이름을 붙이겠습니다. 그리고 이 구조에 이름이 있습니다. 전압 분배기입니다. 5V를 2V와 3V로 나눠 쓸 수 있다는 뜻이고, 센서 출력을 낮추거나 아날로그 입력 범위를 맞출 때 그대로 사용합니다.

병렬 — 전압이 같고 전류가 나뉩니다

같은 220옴과 330옴을 이번에는 나란히 5V와 GND 사이에 붙입니다. 두 저항의 양 끝이 같은 두 지점이므로 둘 다 5V가 걸립니다.

220옴에 흐르는 전류 = 5V / 220옴 = 22.7mA
330옴에 흐르는 전류 = 5V / 330옴 = 15.2mA
전체 전류           = 22.7 + 15.2 = 37.9mA

전체 저항을 역산하면 이렇습니다.

합성 저항 = 5V / 0.0379A = 132옴

공식으로도 확인됩니다.

합성 저항 = (220 × 330) / (220 + 330) = 72600 / 550 = 132옴

병렬 합성 저항은 항상 가장 작은 저항보다 작습니다. 길을 하나 더 열어 줬으니 전체 흐름이 늘어나는 것이 당연합니다. 이 사실은 실무에서 안전 점검용으로 자주 씁니다. 계산 결과가 구성 요소 중 최솟값보다 크게 나왔다면 어딘가에서 계산을 틀린 것입니다.

마지막 칸이 중요합니다. 보드의 5V 레일에 센서를 세 개 붙이면 그 셋은 서로 병렬입니다. 그래서 각각이 요구하는 전류가 단순히 더해집니다. 아두이노 우노의 5V 레일이 감당하는 상한이 대략 450mA, 라즈베리파이의 3.3V 레일이 50mA 정도인데, 이 한도를 넘기는 계산은 병렬 전류의 덧셈 하나로 끝납니다.

키르히호프의 두 법칙 — 측정할 때 쓰는 도구

앞에서 직렬 저항에 걸린 전압의 합이 전원 전압과 정확히 같았습니다. 그리고 병렬 갈래의 전류 합이 전체 전류와 같았습니다. 이 두 가지에 이름이 있고, 시험용 지식이 아니라 회로가 안 될 때 원인을 찾는 도구입니다.

전압 법칙 — 한 바퀴 돌면 0이 됩니다

닫힌 경로를 따라 한 바퀴 돌면서 전압의 오르내림을 모두 더하면 정확히 0이 됩니다. 전원에서 5V만큼 올라갔으면, 부품들을 지나며 합쳐서 5V만큼 내려와야 출발점으로 돌아옵니다. 출발점으로 돌아왔는데 전위가 달라져 있다면 그것은 같은 지점이 아니라는 뜻이므로 모순입니다.

이 법칙이 실전에서 쓰이는 방식은 이렇습니다. 5V 전원에 저항과 LED가 직렬로 연결된 회로가 있는데 LED가 안 켜집니다. 멀티미터로 저항 양단을 재니 5V가 나옵니다. 이 순간 답이 나옵니다. 한 바퀴의 합이 0이어야 하므로 LED에 걸린 전압은 0V입니다. 전압이 0인데 회로가 닫혀 있다면 LED 자리는 사실상 도선이라는 뜻이고, LED가 단락되었거나 브레드보드에서 두 다리가 같은 열에 꽂혀 있는 것입니다.

반대 결과도 유용합니다. 저항 양단이 0V이고 LED 양단이 5V라면, 저항에 전압이 안 걸린다는 것은 전류가 흐르지 않는다는 뜻입니다. LED가 반대로 꽂혀 있거나 다리가 끊어진 것입니다.

전압 두 번 재는 것만으로 두 가지 고장을 구분할 수 있습니다. 이것이 이 법칙의 실용적 가치입니다.

전류 법칙 — 접점에서 들어간 만큼 나옵니다

한 접점으로 들어간 전류의 총합과 그 접점에서 나온 전류의 총합은 같습니다. 전하는 접점에 쌓이지 않기 때문입니다.

앞의 병렬 계산이 이 법칙 그 자체입니다. 전원에서 나온 37.9mA가 갈림길에서 22.7mA와 15.2mA로 나뉘었고, 다시 합쳐져 37.9mA로 GND에 돌아옵니다.

이 법칙이 실무에서 쓰이는 가장 중요한 형태가 전류 예산입니다. 보드의 GND로 돌아오는 전류는 모든 부하가 소비한 전류의 합입니다. 그래서 부품 하나하나는 여유가 있어도 합계가 한도를 넘을 수 있습니다. 라즈베리파이는 GPIO 핀 하나당 16mA를 허용하지만 모든 GPIO를 합쳐서는 50mA가 상한입니다. 핀 네 개에 각각 15mA씩 흘리면 개별로는 전부 합격이지만 합계 60mA로 불합격입니다. 이 계산은 전적으로 전류 법칙의 덧셈입니다.

부품 수가 늘어나면 이 덧셈을 손으로 하기가 번거로워집니다. 이 블로그의 배선 검증 도구에 보드와 부품을 올려 놓으면 핀별 전류와 3.3V, 5V 레일별 합계를 계산해서 어느 한도에 먼저 걸리는지 보여 줍니다. 손으로 계산한 값과 대조해 보는 용도로 쓰면 좋습니다.

전력 — 저항이 뜨거워지는 이유와 정격 고르기

저항에 전류를 흘리면 저항이 따뜻해집니다. 이것은 부작용이 아니라 저항이 하는 일 그 자체입니다. 저항체 안에서 전자가 원자와 부딪히며 운동 에너지를 잃고, 그 에너지가 격자의 진동, 즉 열이 됩니다. 저항은 전기 에너지를 열로 바꾸는 부품이고, 전류를 제한한다는 것은 그만큼의 에너지를 열로 버린다는 뜻입니다.

버려지는 양이 전력이고, 단위는 와트입니다.

P = V × I

옴의 법칙을 대입하면 편한 변형이 두 개 더 나옵니다.

P = I² × R
P = V² / R

앞의 직렬 예제로 계산해 보겠습니다. 330옴에 9.09mA가 흐르고 3.00V가 걸렸습니다.

P = 3.00V × 0.00909A = 0.0273W = 27.3mW

일반적인 탄소피막 저항의 정격은 1/4W, 즉 250mW입니다. 27.3mW는 그 9분의 1이므로 아무 문제가 없습니다.

이번에는 상황을 바꿔 보겠습니다. 12V 전원에 100옴 저항 하나를 연결하면,

전류 = 12V / 100옴 = 0.12A = 120mA
전력 = 12V × 0.12A = 1.44W

1.44W입니다. 1/4W 저항을 꽂으면 어떻게 될까요. 정격의 거의 여섯 배이므로 저항체가 수백 도까지 올라갑니다. 탄소 피막이 산화하면서 저항값이 점점 올라가고, 색띠가 검게 타고, 결국 피막이 끊어져 개방됩니다. 운이 나쁘면 그 전에 브레드보드 플라스틱이 녹습니다. 이 경우 3W 이상의 시멘트 저항을 써야 합니다.

정격은 여유 있게 잡는 것이 원칙입니다. 실무에서 흔히 쓰는 기준은 계산된 소비 전력의 두 배 이상 정격을 고르는 것입니다. 이유는 두 가지입니다. 저항의 정격은 보통 주변 온도 25도에서 자유롭게 공기가 통할 때의 값인데, 케이스 안이나 부품 사이에 끼면 그 조건이 아닙니다. 그리고 정격 근처에서 오래 쓰면 저항값 자체가 서서히 변합니다.

LED 전류 제한 저항은 대부분 50mW 이하이므로 1/4W면 충분히 여유롭습니다. 그래서 초보자용 키트에 들어 있는 저항이 거의 전부 1/4W입니다. 다만 이것이 "저항은 다 1/4W면 된다"는 뜻은 아니라는 점만 기억하면 됩니다. 12V 이상을 다루기 시작하면 계산이 필요합니다.

멀티미터로 실제로 재기 (그리고 퓨즈를 날리는 실수)

계산과 현실이 다를 때 판단의 근거는 측정값입니다. 멀티미터는 하드웨어에서의 디버거이고, 사용법에는 반드시 알아야 할 비대칭이 하나 있습니다.

전압은 병렬로, 부품 양 옆에서 잽니다

전압은 두 지점의 차이이므로, 알고 싶은 두 지점에 탐침을 대면 됩니다. 회로를 건드릴 필요가 전혀 없습니다. 저항 양단을 재고 싶으면 저항의 왼쪽과 오른쪽에 탐침을 갖다 대면 끝입니다.

이래도 되는 이유는 전압계의 내부 저항이 매우 크기 때문입니다. 보통 10메가옴입니다. 5V 지점을 잴 때 전압계로 새는 전류는,

5V / 10000000옴 = 0.0000005A = 0.5마이크로암페어

회로에 흐르는 수십 mA에 비하면 없는 것과 같습니다. 그래서 측정 행위가 회로를 바꾸지 않습니다.

측정할 때 기준점을 잊지 않는 것이 중요합니다. 검은 탐침을 GND에 물려 두고 빨간 탐침으로 여기저기 짚는 방식이 가장 실수가 적습니다. 이렇게 하면 모든 측정값이 GND 기준의 전위가 되어 서로 비교할 수 있습니다.

전류는 직렬로, 회로를 끊고 그 자리에 넣습니다

전류는 특정 지점을 지나가는 양이므로, 그 지점을 실제로 지나가게 만들어야 잴 수 있습니다. 즉 회로를 한 군데 끊고 그 끊어진 양쪽에 탐침을 연결해서 전류가 멀티미터를 통과하게 해야 합니다.

전류계의 내부 저항은 아주 작습니다. mA 레인지에서 대략 10옴 안팎, 10A 레인지에서는 0.01옴 수준입니다. 작아야 회로에 영향을 덜 주기 때문입니다. 그래도 완전히 0은 아니어서 측정 자체가 회로를 약간 바꿉니다. mA 레인지에서 10옴짜리 션트에 20mA를 흘리면,

0.02A × 10옴 = 0.2V

0.2V가 멀티미터에서 소모됩니다. 이것이 부담 전압입니다. 5V 회로에서 0.2V는 4퍼센트이므로 대체로 무시할 수 있지만, 3.3V에서 마진이 빠듯한 회로를 볼 때는 이 값 때문에 회로가 갑자기 동작을 멈추기도 합니다. 측정 중에만 증상이 사라진다면 이 부담 전압을 의심해 볼 만합니다.

누구나 한 번은 하는 실수 — 전류 레인지로 전압을 재기

전압 측정에 익숙해진 뒤 전류를 재려고 하면, 손이 습관대로 움직여서 다이얼만 A로 돌리고 탐침은 그대로 5V와 GND에 갖다 댑니다. 즉 전류계를 전원에 병렬로 물립니다.

그 순간 어떤 일이 일어나는지 계산해 보겠습니다. 전류계는 저항이 거의 없는 도선입니다. mA 레인지의 10옴으로 계산하면,

전류 = 5V / 10옴 = 0.5A = 500mA

mA 잭에 달린 퓨즈는 보통 200mA 또는 500mA 규격이므로 즉시 끊어집니다. 10A 잭에 꽂혀 있었다면 0.01옴이므로 이론상 수백 암페어가 되고, 실제로는 전원이 감당하는 만큼 흐릅니다. USB 전원이면 보호 회로가 차단하지만, 리튬 배터리라면 탐침이 벌겋게 달아오릅니다.

그리고 이 사고는 조용히 지나갑니다. 퓨즈가 끊어진 멀티미터는 전압은 멀쩡히 재고 전류만 항상 0을 표시합니다. 그래서 다음 날 "왜 전류가 0이지"라고 회로를 뜯어보게 됩니다. 전류가 계속 0으로 나오면 회로보다 멀티미터의 퓨즈를 먼저 의심하는 것이 순서입니다.

이것을 방지하는 습관은 간단합니다. 전류 측정이 끝나면 즉시 탐침을 전압 잭으로 되돌려 놓는 것입니다. 다이얼이 아니라 탐침의 위치를 기본 상태로 유지하면, 습관대로 손이 움직여도 사고가 나지 않습니다.

저항 측정에는 조건이 하나 있습니다

저항 측정은 멀티미터가 자체적으로 작은 전압을 걸고 흐르는 전류를 재는 방식입니다. 그래서 두 가지 전제가 필요합니다.

첫째, 회로의 전원이 꺼져 있어야 합니다. 전원이 살아 있으면 멀티미터가 건 전압과 회로의 전압이 뒤섞여 값이 엉망이 되고, 심하면 멀티미터가 상합니다.

둘째, 측정하려는 저항이 회로에서 분리되어 있어야 합니다. 기판에 꽂힌 채로 재면 그 저항과 병렬로 붙어 있는 다른 경로까지 함께 측정됩니다. 앞에서 본 것처럼 병렬 합성은 항상 최솟값보다 작으므로, 실제보다 작은 값이 나옵니다. 220옴이라고 적힌 저항을 쟀는데 132옴이 나온다면 저항이 불량이 아니라 옆에 330옴이 병렬로 붙어 있는 것입니다.

아두이노로 전압을 직접 읽어 보기

멀티미터 없이 보드로도 전압을 잴 수 있습니다. 아날로그 입력이 하는 일이 정확히 그것입니다. 아두이노 우노의 ADC는 0V에서 기준 전압까지를 0에서 1023의 정수로 변환합니다.

// A0에 걸린 전압을 읽어 볼트로 환산합니다.
// 주의: 우노의 A0은 5V까지만 안전합니다. 그 이상은 분압기를 거쳐야 합니다.

const int SENSE_PIN = A0;
const float VREF = 5.0;      // 기준 전압. USB 전원이면 실제로는 4.7~5.1V로 흔들립니다.
const float ADC_STEPS = 1024.0;

// 전압 분배기를 쓰는 경우의 값. 안 쓰면 둘 다 0으로 두고 아래 보정을 생략합니다.
const float R_TOP = 10000.0;    // 측정 대상 쪽
const float R_BOTTOM = 20000.0; // GND 쪽

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int raw = analogRead(SENSE_PIN);

  // 1스텝은 5.0 / 1024 = 0.00488V, 즉 약 4.9mV입니다.
  float pinVolts = (raw * VREF) / ADC_STEPS;

  // 분배기를 거쳤다면 원래 전압으로 되돌립니다.
  // 분배비 = R_BOTTOM / (R_TOP + R_BOTTOM) = 20000 / 30000 = 0.667
  float sourceVolts = pinVolts * ((R_TOP + R_BOTTOM) / R_BOTTOM);

  Serial.print("raw=");
  Serial.print(raw);
  Serial.print("  pin=");
  Serial.print(pinVolts, 3);
  Serial.print("V  source=");
  Serial.print(sourceVolts, 3);
  Serial.println("V");

  delay(500);
}

이 코드에는 배울 점이 두 가지 들어 있습니다.

하나는 분해능입니다. 5V를 1024단계로 나누므로 한 단계가 약 4.9mV입니다. 이보다 작은 변화는 원리적으로 구분할 수 없습니다. 아무리 코드를 정교하게 짜도 이 한계는 넘지 못합니다.

다른 하나는 기준 전압입니다. 위 코드는 VREF를 5.0으로 고정했지만 USB로 전원을 받는 아두이노의 5V 레일은 실제로 4.7V에서 5.1V 사이를 오갑니다. 즉 모든 측정값에 몇 퍼센트의 오차가 이미 들어 있습니다. 정확한 값이 필요하면 멀티미터로 5V 핀의 실제 전압을 재서 그 값을 VREF에 넣거나, 내장 기준 전압을 쓰는 편이 낫습니다. 계산이 아니라 측정이 근거라는 원칙이 여기서도 그대로 적용됩니다.

마치며 — 부품을 고르는 일은 결국 전류를 정하는 일입니다

지금까지의 내용을 한 문장으로 줄이면 이렇습니다. 회로에서 부품을 고른다는 것은 대부분 전류를 몇 mA로 정할지 결정하는 일입니다.

전압은 대개 주어집니다. 보드가 5V거나 3.3V이고, 그것은 선택 사항이 아닙니다. 부품이 요구하는 전압도 데이터시트에 적혀 있습니다. 남는 자유도는 전류이고, 그 전류를 정하는 부품이 저항입니다. 그래서 저항값을 고르는 계산이 회로 설계의 상당 부분을 차지합니다.

그리고 이 글 첫머리의 LED로 돌아가면, 그 회로가 실패한 이유가 명확해집니다. 저항이 없었으므로 전류를 정한 부품이 하나도 없었습니다. 정하는 부품이 없으면 전류는 물리가 허락하는 최대치까지 올라가고, 그 최대치는 거의 항상 부품이 버티는 값보다 큽니다.

다음 글에서는 이 LED 회로를 제대로 계산해 보겠습니다. LED가 왜 저항처럼 다룰 수 없는 부품인지, 그리고 색깔마다 다른 저항값이 나오는 이유가 무엇인지 숫자로 확인하겠습니다.