모든 계산은 브라우저에서 이루어지며, 다음에 쓸 수 있도록 이 기기에 저장됩니다.
전압 분배기란
전압 분배기는 저항 두 개를 직렬로 연결한 회로예요. 가운데 지점의 전압은 입력 전압의 일정한 비율입니다.
Vout = Vin × R2 ÷ (R1 + R2)
R1은 Vin에서 가운데까지, R2는 가운데에서 접지까지 연결됩니다. 입력 5 V, R1 = 10 kΩ, R2 = 20 kΩ이면 Vout = 5 × 20 ÷ 30 = 3.333 V입니다.
이 계산기는 양쪽으로 쓸 수 있어요. Vout 구하기는 Vin, R1, R2로 출력을 구합니다. 출력에 부하를 연결할 수도 있습니다. 저항 구하기는 원하는 전압과 가지고 있는 저항 하나에서 시작해, 다른 저항의 정확한 값, 가장 가까운 표준 값, 가장 좋은 표준 조합을 알려 줍니다.
기능
- Vout 구하기 — Vin, R1, R2로 계산하고, 전류, 각 저항의 전력, 출력 저항도 표시
- 저항 구하기 — 원하는 Vout에 필요한 다른 저항을 정확한 값과 E12, E24, E96으로 반올림한 값으로 표시
- 가장 가까운 표준 조합 — 살 수 있는 최고의 조합 다섯 개와 실제 Vout
- 부하 영향 — 연결할 장치의 저항을 넣으면 Vout이 얼마나 떨어지는지 확인
- 논리 레벨 확인 — Vout이 3.3 V 입력에 맞는지 알려 줌
- 회로도 — 입력한 값으로 분배기를 그려 줌
- 단위 — 목록에서 Ω, kΩ, MΩ을 고르거나 4k7, 10k처럼 입력
5 V에서 3.3 V로
흔한 용도는 5 V 신호(Arduino Uno의 TX 핀, 5 V 센서)를 3.3 V 입력(ESP32, ESP8266, Raspberry Pi)에 넣는 것입니다. 3.3 V 핀은 약 2.3 V 이상에서 HIGH로 읽고, 약 3.6 V를 넘으면 안 됩니다.
| R1 | R2 | 5 V 입력 시 Vout |
|---|---|---|
| 1 kΩ | 2 kΩ | 3.333 V |
| 10 kΩ | 20 kΩ | 3.333 V |
| 1.8 kΩ | 3.3 kΩ | 3.235 V |
| 4.7 kΩ | 10 kΩ | 3.401 V |
| 2.2 kΩ | 3.3 kΩ | 3.000 V |
| 1 kΩ | 1.5 kΩ | 3.000 V |
작은 저항(1 kΩ + 2 kΩ)은 빠른 신호를 깨끗하게 지켜 주지만 전류가 더 흐릅니다(1.667 mA). 큰 저항(10 kΩ + 20 kΩ)은 0.1667 mA만 흐르지만 반응이 느려요. 9600이나 115200 보율의 시리얼 선에는 둘 다 쓸 수 있습니다.
배터리나 12 V 전원 읽기
아날로그 입력은 자기 전원 전압까지만 읽을 수 있어요. Arduino Uno는 5 V, ESP32는 약 3.3 V입니다. 더 높은 전압을 재려면 먼저 분압하고, 코드에서 다시 곱하세요.
| 측정 대상 | R1 | R2 | 측정 범위 끝에서의 Vout |
|---|---|---|---|
| 9 V 배터리 | 20 kΩ | 10 kΩ | 3.000 V |
| 12 V 전원 | 15 kΩ | 10 kΩ | 4.800 V |
| 24 V 전원 | 39 kΩ | 10 kΩ | 4.898 V |
| LiPo 셀 (4.2 V) | 100 kΩ | 100 kΩ | 2.100 V |
코드에서는 실제 전압 = 측정한 전압 × (R1 + R2) ÷ R2입니다. 20 kΩ과 10 kΩ이면 × 3이에요. 위쪽에 여유를 두세요. “12 V” 전원이 12.6 V 이상 나올 수도 있습니다.
부하의 영향
Vout에 연결한 것은 무엇이든 R2와 병렬인 저항처럼 동작해서 Vout을 끌어내립니다. 5 V, R1 = 10 kΩ, R2 = 20 kΩ일 때:
| Vout의 부하 | Vout | 감소 |
|---|---|---|
| 없음 | 3.333 V | — |
| 1 MΩ | 3.311 V | 0.66 % |
| 100 kΩ | 3.125 V | 6.25 % |
| 10 kΩ | 2.000 V | 40 % |
경험 법칙: 부하는 R2보다 10~100배 이상 커야 합니다. 마이크로컨트롤러 입력은 매우 높아서(수 메가옴 이상) 문제없어요.
신호에는 O, 전원에는 X
분배기는 논리 레벨, 센서 값, ADC 입력 같은 신호에는 괜찮습니다. 전원 공급용이 아닙니다. 전류가 흐르면 Vout이 바로 떨어지고, 저항은 늘 전력을 낭비해요. 더 높은 전압에서 3.3 V 보드나 모터를 구동하려면 전압 레귤레이터나 강압 컨버터를 쓰세요.
자주 묻는 질문
전압 분배 공식은 무엇인가요?
Vout = Vin × R2 ÷ (R1 + R2)입니다. R2는 출력과 접지 사이의 저항이에요.
R1과 R2는 어떻게 고르나요?
먼저 비율입니다. R2 ÷ (R1 + R2) = Vout ÷ Vin이 되게 하세요. 그다음 크기입니다. 대부분의 신호에는 1 kΩ에서 100 kΩ 사이 값이 알맞아요. 저항 하나를 고르고, 다른 하나는 저항 구하기로 계산하세요.
5 V를 3.3 V로 만드는 저항은 무엇인가요?
1 kΩ과 2 kΩ, 또는 10 kΩ과 20 kΩ이면 3.333 V가 됩니다. E12 값만 쓴다면 1.8 kΩ과 3.3 kΩ으로 3.235 V가 나옵니다.
전압 분배기로 3.3 V 보드에 전원을 줄 수 있나요?
안 됩니다. 보드가 쓰는 전류 때문에 Vout이 떨어지고 계속 변해요. 3.3 V 레귤레이터를 쓰세요.
양방향 선에서도 분배기가 되나요?
안 됩니다. 5 V 출력에서 3.3 V 입력으로 한 방향으로만 가는 신호를 낮춰 줄 뿐이에요. I2C 같은 양방향 선에는 분배기만으로는 부족합니다.
측정한 Vout이 계산 결과보다 낮은 이유는요?
출력에 무언가 부하를 걸고 있거나, 저항이 허용 오차만큼 벗어났을 수 있어요(E24 부품은 각각 ± 5 %). 추가 옵션에서 부하를 넣으면 영향을 볼 수 있습니다.
관련 도구
- 옴의 법칙 계산기 — 볼트, 암페어, 옴, 와트
- 저항 색 코드 계산기 — 색으로 상자 속 R1, R2 찾기
- LED 저항 계산기 — LED에 필요한 저항
- 배터리 수명 계산기 — 측정한 배터리가 얼마나 가는지
- 비율 계산기 — 일반 숫자로 보는 같은 원리
사용 방법
- Vout 구하기 또는 저항 구하기를 고르세요
- Vout 구하기: Vin, R1, R2를 입력하세요 (Ω, kΩ, MΩ을 고르거나 4k7처럼 입력)
- 저항 구하기: Vin, 원하는 Vout, 가지고 있는 저항을 입력하세요
- 추가 옵션에서 부하를 넣으면 Vout이 어떻게 떨어지는지 볼 수 있어요
- 또는 5 V → 3.3 V 같은 예시를 눌러 보세요
