LED 극성을 확인 할 때, "멀티미터의 흑색과 적색 프로브의 극성을 반대로 해석해야 한다"는 문장을 자꾸 쓰게 됩니다.

거꾸로, 거꾸로... 왜 그럴까요?

1.

우선, 다음 그림은 크게 잘못 되었습니다.



다음 그림은, 흔히 그림 속 빗방울이 아니라 실제로 낙하 중인 빗방울의 모습입니다.



수백 년 전에 맨 처음, "전기가 흐른다"를 발견하고 입증한 이태리인 볼타 氏(그 분의 이름을 따서 전압을 Volt/Voltage로 표시합니다)가 플러스(+)에서 마이너스(-)로 흐른다고 정의했습니다.

그 정의는 깃발의 방향이 엉뚱한 범선이나 상상과 다른 빗방울과 같은 것이었습니다.

그렇게 표준이 확립된 후에야 전기의 흐름은 전자의 이동이라는 것을 알게 되었고 오늘 날, "전류의 흐름은 전자의 흐름과 정반대이다"라는, 혼란스러운 전제가 사용되고 있는 것입니다.

2.

멀티미터로 전압을 측정할 때 적색은 +쪽, 흑색은 -쪽입니다. 여기서, 극성은 오로지 프로브 색상에 의존합니다.

그것은,

1) 적색은 피의 색상, 두려움, 흥분, 경고, 극단의 활성화 등 감정의 의미를 담은 색상이고
2) 흑색은 땅, 안정, 느낌 없음, 암흑 등을 내포한 감정의 색상입니다.

전기 흐름 즉, 전류는 수돗물 압력과 같은 전압에서 시작됩니다. 전압이 있다는 것은 무엇이 차고 넘치거나 끓어올라서 수도관과 같은 어떤 경로를 따라 흐른다는 뜻이 되기 때문에, 활성화되는 모습을 강조하여 적색을 쓰고,



흑색은, 안정적으로 무엇이든 받아들인다는 암시를 내포합니다. 검은 색이 모든 빛을 받아들이되 내뿜지 않아서 그렇게 보인다는 점과 일맥 상통하는 해석입니다.

전압, 전류는 그렇게 측정하면 되는데... 왜 굳이 <저항 측정모드>에서 내부 건전지 극성을 반대로 해 놓았을까요?

볼타 氏가 정한 전류 흐름이 아니라 전자의 흐름을 기준으로 정한 것입니다.

멀티미터의 <전압/전류 측정 모드>는 어떤 대상물에서 흐르는 전기를 탐침하는 개념이고 ,저항 측정 모드는 멀티미터가 능동적으로 전기를 흘리고 대상물의 반응을 관찰하는 것이므로 조건이 다릅니다. 그 탐침 극성을, 나중에 나온 <전자 이동의 방향>에 둔 것이지요.

만일에 통상의 전류 방향이 전자의 방향으로 정의되었더라면, <저항 측정 모드>의 혼란스러운 '반대 극성 해석!' 부담은 없었을 것입니다.

3.

흔히 회로도 위쪽은 +에 가까운, 전압이 높은 쪽이고 아래쪽은 -에 가까운, 전압이 상대적으로 낮은 쪽입니다. 하늘에서 땅 쪽으로 번개가 치는 장면을 연상하면 됩니다.

4.

브라운 氏가 발견하여 브라운 관으로 불리우는 옛날 TV의 거대 진공관을 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube)라고 하고 종종 인터넷에서 Anode, Cathode라는 단어를 접하게 됩니다.

1) 애노드는 '위쪽'을 뜻하는 라틴어 anodos에서,
2) 캐소드는 "내려간다" 또는 아래쪽을 뜻하는 라틴어 kathodos에서 유래된 말입니다.

그러면 위 3)항처럼 무엇이 위에서 아래쪽으로 내려간다는 뜻이 되겠지요? 무엇이 그렇게 흐릅니까? 전류입니다. 그리고 전류를 만들어 내는 것은 전압이고요. 위쪽은 (+), 아래 쪽은 (-)가 될 것이며 애노드에서 캐소드로 전류가 흐릅니다.

물론, 전자의 이동과 반대인 내용이고요. 전자 이동으로 해석할 때는, N형 반도체, P형 반도체 그리고 양자의 특성, (그게 그것인) N-P, P-N 반도체 접합의 의미 해석, 나아가... N-P-N이거나 P-N-P 와 같은 트랜지스터 반도체 접합, P-N에 정체 모를 I를 집어 넣은 P-I-N 접합, 마음껏 상상할 수 있는 N-P-N-P-N-P-N-P-N-P-N-P-... 조합  등 다양한 학습 주제가 있습니다.

실전형 학습 소재가 아니기 때문에 이곳에서는 다루지 않습니다.

5.

다음 그림에서, 실물을 어떤 각도로 회전하거나 눕혀도 볼타 氏가 정의한 전류는 Anode에서 Cathode로 흐릅니다. (그 순간 전자의 이동은 반대입니다)



그런데, 이렇게 전류가 흐르는 것은 <LED Chip>으로 정의한 구성물 때문입니다. 전혀 다른 <LED 칩>을 누군가 마음대로 붙여 놓았다면, 캐소드라고 생각한 리드에서 애노드라고 생각한 리드쪽으로 전류가 흐를 것입니다.

보통은 저런 모습입니다. 극성도 넓은 쪽에 (-)를 연결하면 됩니다. 그러나...

확실히 하기 위해서 꼭 멀티미터로 확인해보시라고 말씀드렸습니다. 예를 들어 "까맣고 다리가 세 개이니까 저것은 트랜지스터로군!" 대부분은 그렇지만, 아닌 경우도 있습니다. 통상의 경우, 모습만 보고 부품을 식별해도 좋지만, 그 부품을 쓰기 전에 그것이 무엇인지는 꼭 확인해보세요.