전압 강하는 전류가 저항 같은 부품을 지날 때 V=IR 만큼 전압을 소비하며 잃는 현상으로, 직렬 회로에서 각 부품의 강하 합이 공급 전압과 같아야 한다는 KVL의 직접 결과다. 12V에 6Ω 저항 2개를 직렬로 달면 전류 1A가 흐르고 각 저항에서 6V씩 강하해 합 12V가 공급 전압과 일치한다. 킥보드 BLDC처럼 큰 모터 전류가 흐를 때는 배선·MOSFET·션트·배터리 내부저항에서 생기는 강하가 출력 약화와 발열로 이어지므로, 전압 분배기·내부저항·전력 손실 계산의 출발점이 된다.
개념 한 줄과 물 비유
전압 강하는 부품을 지날 때 V=IR 만큼 전압이 소비되는 양이다.
물 비유로 보면 좁은 관을 지날 때 수압이 줄어드는 것과 같아서, 배터리가 전압을 밀어주고 저항(좁은 관)을 지나며 전압이 줄어든다.
옴의 법칙(V=IR)으로 각 부품의 강하량을 계산하고, KVL로 그 합이 공급 전압과 같음을 보장한다.
숫자로 만져보기 — 12V에 6Ω 2개 직렬
전체 저항 R = 6 + 6 = 12Ω이고 전체 전류 I = V/R = 12V/12Ω = 1A다.
각 저항의 전압 강하 V_drop = I × R = 1A × 6Ω = 6V이며, 회로를 따라가면 12V에서 첫 저항을 지나 6V로, 두 번째 저항을 지나 0V로 떨어진다.
강하의 합 6V + 6V = 12V가 공급 전압과 정확히 일치하며, 이는 KVL이 보장한다.
Vdrop=I×R
Vdrop
그 부품에서 소비되는 전압 강하 [V]
I
부품을 지나는 전류 [A] — 직렬에선 어디서나 같다
R
그 부품의 저항 [Ω]
각 부품의 전압 강하 = 흐르는 전류 × 그 부품의 저항
킥보드/STM32 맥락 — 강하가 생기는 곳
배선은 저항이 작아도 큰 전류가 흐르면 강하가 커져 모터 전압이 줄고 출력이 약화된다.
MOSFET의 Rds(on)에서는 전류 × Rds(on)이 발열로 나타나 효율이 떨어지고, 배터리 내부저항에서는 부하가 클수록 단자전압이 떨어지는 전압 Sag가 생긴다.
션트저항은 의도된 강하를 이용해 전류를 측정하며, 결국 「왜 큰 전류가 흐르면 모터가 약해지나」의 답이 곧 전압 강하다.
📉전압 강하 발생 지점
🔌배선큰 전류 → 출력 약화
🔥MOSFET Rds(on)전류 × Rds(on) = 발열
📏션트저항의도된 강하로 전류 측정
🔋배터리 내부저항부하 클수록 전압 Sag
전압 강하 발생 지점과 그 결과
주의점 · 함정
전압 강하는 낭비가 아니라 모든 부품이 V=IR로 자기 몫을 가져가는 것이며, 그 합이 공급 전압과 같음을 KVL이 보장한다. 발열은 I²×R(전력 손실)이라 큰 전류에서는 작은 강하도 큰 발열로 이어지고, 이것이 배선 굵기와 MOSFET 선정의 근거가 된다.