기초 5-3. 무화기의 구성요소 - 코일 2

코일의 저항과 저항선의 종류에 대해서 조금만 더(...?) 얘기하고 넘어가려 한다.

소위 '서브옴'이라는 말을 한번쯤 들어볼 기회가 있을 것이다.

^[각주:1]

예전에는 흔히 사용되었지만 요새는 많이 사그라든 말 중 하나다.

코일의 저항이 1옴 밑일 때 서브옴Sub-ohm 코일이라고 지칭하는데,

최근 출시되는 코일 중 1옴을 넘어가는 코일은 거의 보기 힘들고

1옴 밑도 0.1옴과 같은 극저옴에서부터 0.9옴까지 스펙트럼이 넓기 때문에

서브옴이라고 퉁치지 않고 요새는 바로 몇 옴인지를 얘기하는 추세이다.

코일의 저항을 내리는 이유는 더욱 높은 출력을 내기 위함이다.

배터리의 전압을 올리는 데에는 한계가 있다.

옴의 법칙에 의하면 V = I * R인데,

^[각주:2]

무화량을 결정하는 실질적인 출력, 즉 I는 V/R로 결정된다.

전압인 V가 고정되었을 때 출력을 높이려면 저항인 R을 낮추는 수밖에 없다.

4V 배터리에 1옴 코일이 있다면 I = 4/1, 4암페어 정도의 전류가 흐르지만

코일이 0.1옴이라면 I = 4/0.1로 약 10배 가량 높은 40암페어가 흐르게 된다.

전력공식에 의하면 P = V * I이고,

전력 공식을 위 예시에 대입하면

1옴 코일은 16와트, 0.1옴 코일은 무려 160와트가 된다.

현실적으로 배터리 1개가 실질적으로 낼 수 있는 최대출력은

40암페어보다 많이 모자란 20~30암페어 정도이지만

편의상 설명을 위해 출력을 낼 수 있다고 가정했다.

서브옴은 제한된 조건하에서 출력을 높이기 위한 방법 중 하나라고 보면 된다.

저항이 높으면 출력이 낮아지고, 저항이 낮으면 출력이 높아지는 셈.

^[각주:3]

저항선의 종류에도 여러 가지가 있다.

예전에는 니크롬Nichrome선이 많이 사용되었으나, 인체에 유해하다는 이유로 거의 사장되었고

최근에는 칸탈Kanthal선과 니켈Nickel(Ni200), 티타늄(Ti), 스테인리스 스틸(SS) 등이 주로 사용된다.

칸탈선은 철-크롬-알루미늄의 합금(FeCrAl)으로,

높은 온도에서도 형태가 유지되며 다른 저항선에 비해 '상대적으로' 높은 저항을 가진다.

온도가 올라가도 저항이 거의 변하지 않기 때문에

일정한 출력으로 사용하려는 경우와 높은 출력으로 베이핑하려는 경우에 적합하다.

니켈과 티타늄 와이어는 칸탈에 비해 상대적으로 저항이 낮지만

온도가 올라가면 급격하게 저항이 높아지는 특징이 있다.

이런 특징을 이용해 코일의 저항값 변화를 측정, 변화량에 따른 온도 증가를 역산해

'온도조절'이라는 새로운 형태의 베이핑 기술이 개발된 바 있다.

예전에 내가 온도조절에 관한 외국의 글을 번역해 놓은 것이 있는데

그 글을 참고하면 더욱 자세히 알 수 있으리라 생각되어 링크로 설명을 대체한다.

2015/11/18 - [전자담배리뷰/꿀팁+기타] - 전자담배 온도조절Temperature Control에 관해 1/3

2015/12/01 - [전자담배리뷰/꿀팁+기타] - 전자담배 온도조절Temperature Control에 관해 2/3

2015/12/28 - [전자담배리뷰/꿀팁+기타] - 전자담배 온도조절Temperature Control에 관해 3/3

스테인리스 스틸(SS)은 흔히 접하는 소재이지만,

베이핑에서 코일로 사용되는 저항선은 316이라는 의료 등급의 소재로

냄비나 각종 생필품에서 사용되는 소재보다

부식이나 산에 강하고 및 높은 온도에도 쉽게 변형되지 않는다.

스테인리스 스틸 또한 온도가 올라가면 저항이 증가하는데,

니켈이나 티타늄보다는 증가 폭이 좁아서 온도조절보다는

칸탈과 같은 방식으로 주로 사용된다.

이외에 한때 주목받았던 리지스썸Resistherm이라는 와이어도 있는데

가격이 많이 비싸 일반적으로 사용되지는 않는다.

^[각주:4]

저항선의 종류도 중요하지만, 저항선의 두께도 고려해야 한다.

저항선이 두꺼워질 수록 저항값은 낮아진다.

물이 오가는 호스를 생각해보면 더 쉽게 접근할 수 있을 듯 하다.

수도꼭지에 호스를 꽂고 물을 틀게 되면

호스가 두꺼울 수록(두께) 많은 양의 물이 흘러나온다.

저항선의 두께를 재는 단위로 AWG(American Wire Gauge), 혹은 게이지라는 말을 사용하는데

게이지의 숫자가 높아질 수록 두께가 얇다.

20게이지의 칸탈선보다 28게이지의 칸탈선이 얇으며

28게이지 니켈선과 28게이지 칸탈선의 두께는 같다.

기성코일에서는 이미 저항값이 계산되어 만들어졌기 때문에

몇 옴인지만 보고 구매하면 되지만

리빌드를 하게 되면 저항값을 직접 계산해야 하기 때문에

와이어의 두께도 생각하고 리빌드를 해야 한다.

저항을 높여야 할 때는 얇은 와이어를, 저항을 낮춰야 할 때는 두꺼운 와이어를 사용한다.

리빌드할 때 신경써야 할 점들에 관해서는 '리빌드'편을 참고하면 좋겠다.

2016/10/08 - [전자담배리뷰/입문자를 위한] - 기초 8-2. 리빌드 - 실전 FAQ, 히트플럭스, 누수 줄이는 법, 윅

이제 무화기에 관한 나머지 필요한 설명들을 한데 모아서 정리하려 한다.

2016/09/12 - [전자담배리뷰/입문자를 위한] - 기초 5-4. 무화기 기타

1. https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/564x/18/e1/81/18e1818ecbea5a805e3f450d5608f327.jpg [본문으로]
2. http://www.scienceaid.co.uk/physics/electricity/images/ohmslaw.png [본문으로]
3. http://image.made-in-china.com/43f34j00rncQmNqawJky/Ud-Wire-Box-Including-Ud-Kantal-A1-Nichrome-Ni200-Ss316-Clapton-Coil-Wire-Box.jpg [본문으로]
4. https://slimvapepen.com/wp-content/uploads/2014/05/Ohms_Gauge_Diameter_Resistance_Chart.jpg [본문으로]