💡 LED 저항 계산기

LED(발광 다이오드)는 한 방향으로만 전류를 흘려보내고, 전류가 흐르는 동안 빛을 내는 반도체 소자입니다. 기존 백열전구와 달리 LED는 저항처럼 작동하지 않습니다. 순방향 전압에 도달하면 전압이 아주 조금만 올라가도 전류가 크게 치솟습니다. 그 전류를 잡아줄 저항이 없으면 LED는 감당할 수 없는 전류를 끌어당겨 거의 즉시 타버립니다.

전류 제한 저항은 LED와 직렬로 연결되어 남는 전압을 떨어뜨리고, 전류를 안전하고 예측 가능한 수준으로 유지해 줍니다. 단일 표시등을 연결하든, Arduino 프로젝트를 만들든, 주소 지정 가능한 LED 스트립을 구성하든 LED 회로에서 가장 중요한 부품입니다.

한 보드에 여러 기본 블록을 함께 구성한다면, 병렬 저항 계산기, 전압 분배기 계산기, 옴의 법칙 가이드도 필요할 때가 있습니다.

아래 표는 일반적인\n LED의 대표적인 순방향 전압을 정리한 것입니다. LED 색상에 맞는 값을 사용하세요 — 가능하면 데이터시트에 적힌 수치를 쓰는 편이 더 좋습니다.

저항값은 옴의 법칙에서 바로 나옵니다. 저항이 흡수해야 할 전압은 공급 전압에서 LED의 순방향 전압을 뺀 값입니다: V_R = V_s − V_f. 여기에 원하는 전류를 나누면 저항이 됩니다:

R = (V_s − V_f) / I

여기서 I는 암페어 단위의 전류입니다 (따라서 밀리암페어로 입력한 전류는 1000으로 나눠야 합니다). 예를 들어, 빨간 LED(V_f ≈ 2 V)를 5 V 공급원에서 15 mA로 켠다면 R = (5 − 2) / 0.015 ≈ 200 Ω이 필요합니다.

저항에서 소모되는 전력은 P = V_R × I입니다. 이 값이 어떤 정격(W)을 사야 하는지 알려줍니다. 안전 규칙으로, 실제 소모 전력의 최소 두 배 이상 정격인 저항을 선택하세요 — 실제 45 mW만 소모하는 저항이라면 표준 ¼ W(250 mW) 부품으로 충분합니다.

저항은 표준값으로만 생산되기 때문에, 이 계산기는 가장 가까운 E12 계열 값도 함께 알려줍니다 (가장 흔한 저항 계열: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 × 10ⁿ). 일회성 DIY 제작이라면 가까운 값을 그대로 쓰면 되고, 안전이나 효율이 중요한 용도라면 다음 표준값으로 올려 LED가 최대 전류를 넘지 않게 하세요.

저항의 허용 오차도 여유를 줍니다. 대표적인 ±5% 탄소 피막 저항은 220 Ω이라고 적혀 있어도 실제로는 209~231 Ω 사이이며, 이는 전류를 몇 밀리암페어 정도만 바꿀 뿐입니다. 그래서 계산값은 엄격한 법칙이 아니라 안내값입니다 — 가까운 표준 부품을 고르면 회로는 거의 항상 제대로 동작합니다. 표면 실장(SMD) 저항도 수학은 같지만 E24나 E96 계열을 쓰므로, 스루홀 부품이 애매하면 더 세밀한 값을 고를 수 있습니다.

아래 표는 목표 전류 15 mA를 기준으로, 가장 흔한 취미용 전원과 LED 색상 조합에 맞는 저항값을 정리해 둔 것입니다. 전원이나 LED가 다르다면 위 계산기를 사용하세요.

1. 회로의 공급 전압을 확인하세요 (가령 USB의 5 V, 마이크로컨트롤러 핀의 3.3 V).
2. 위 표에서 LED 색상에 맞는 순방향 전압(Vf)을 찾거나, 부품 데이터시트를 확인하세요.
3. 목표 전류를 정하세요 — 소형 표시등이라면 10~20 mA가 일반적인 안전 범위입니다.
4. 세 값을 입력하고 계산 버튼을 누르면 저항값, 전력, 가장 가까운 표준값이 나옵니다.
5. 가장 가까운 표준 저항을 고르되, 두 값 사이에서 고민된다면 큰 쪽을 선택하고 정격 전력이 소모 전력의 두 배 이상인지 확인하세요.

저항 없이 LED를 연결하면 어떻게 되나요?

켜지는 순간 LED는 거의 단락처럼 작동해서 전류가 치솟고 칩이 과열되어 고장 납니다. 5 V 공급원이면 몇 초 만에 소형 LED를 태울 수 있습니다. 항상 직렬 저항을 넣거나, 고출력 LED라면 정전류 드라이버를 사용하세요.

병렬로 연결한 여러 LED에 저항 하나를 써도 되나요?

안전하지 않습니다. 병렬 LED는 전류를 균등하게 나누지 않습니다 — 하나가 전류를 독차지하다 타버리면 다음 것도 이어서 타는 연쇄 고장이 납니다. LED마다 저항을 따로 달거나, 직렬로 연결해 같은 전류를 공유하세요.

저항 정격(W)은 어떻게 고르나요?

저항 양단의 전압과 전류를 곱해 와트를 구한 다음, 그 두 배 이상 정격을 고르세요. 대부분의 표시등은 100 mW 미만을 소모하므로 표준 ¼ W 저항이면 충분합니다.

LED가 어두운데 저항이 잘못된 건가요?

필요한 것보다 큰 저항은 단지 전류를 낮춰 LED를 어둡게 만들 뿐 안전합니다. 너무 어둡다면 최소 안전 전류를 지키면서 계산값(또는 그 아래 표준값) 쪽으로 저항을 줄여보세요.

배터리 종류에 따라 저항값이 달라지나요?

공식에는 입력한 공급 전압 그대로 대입됩니다. 배터리가 소모되면 전압이 내려가고 전류도 조금 줄어듭니다 — LED가 고장 나는 대신 살짝 어두워질 뿐이라, 저항 기반 회로가 관대한 이유입니다.

같은 색상의 LED가 여러 개라면 직렬로 연결하고, 순방향 전압을 모두 더한 값(V_f 합)으로 저항을 계산하세요. 직렬 연결은 전류 하나를 공유하므로 저항을 따로 다는 것보다 전력 낭비가 적습니다.

소프트웨어로 LED 밝기를 조절해야 한다면 안전용 고정 저항은 그대로 두고, 마이크로컨트롤러의 PWM(펄스 폭 변조)으로 밝기를 바꾸세요 — 동작 중에 직렬 저항을 낮추는 방식은 절대 쓰지 마세요.

고출력 LED(1 W 이상)는 뜨거워지면서 순방향 전압이 온도에 따라 변합니다. 이런 경우 일반 저항 대신 전용 정전류 LED 드라이버를 사용하세요.

부품 상자에 자주 쓰는 값(220 Ω, 330 Ω, 470 Ω, 1 kΩ) 몇 개를 넣어두면 5 V·3.3 V 표시등 회로 대부분을 해결할 수 있습니다.

브레드보드에서 완제품으로 옮길 때는 같은 값·같은 정격의 스루홀 저항을 SMD 부품으로 바꾸세요. 수학은 동일하고 포장만 달라지므로, 빽빽한 보드에서 공간을 아낄 수 있습니다.