안녕하세요?

○ 사진 1~ 사진 4, 커패시터와 멀티미터 반응



- <저항 측정 모드>,  25V 3300μF, 374.5Ω에서 시작 399.0kΩ 측정치까지 지속 증가

증가가 아니라 실은 <통전 상태에서 감소 중>입니다. 크기와 상태는 각각 정반대의 개념이지요. 저항값이 낮은 상태는 일시적으로 전류가 흐르는... 커패시터가 충전 중인 상태이고 저항값이 커진 상태는 거의 완전 충전이 되어 더 이상은 전류가 흐르지 않는 상태입니다.

물통(=캐패시터)에 물(=전기 에너지)을 붇는 장면을 연상하시면 되고 반응 특성은 아래 그래프와 같습니다. 끝에 가면서 서서히...

* 관련 글 : 단 채널 아날로그 오실로스코프로 커패시터 용량 측정하기 (1)

- <커패시터 모드>,  6800μF, 3300μF 측정 불가

네. 멀티미터는 일정 용량 이상은 측정하지 못합니다. 멀티미터 회로의 칩이 아주 민감한 전류 변화를 감지해야 하므로... 경제적/기술적 한계점이 있습니다. 그래서 큰 것을 측정하려면 멀티미터가 아닌 벤치형 전문 장비를 쓰거나 또는, 완전히 다른 계측 방법을 써야 하니까... 그러면 완전히 다른 나라 이야기가 되고요.

○ 사진 5, 다이오드 반응

아날로그 미터라면 바늘이 오른쪽으로 가는 것과 그 자리에서 그대로 있는 것을 보고 극성(=전류 흐름의 방향)을 결정합니다.

디지털 미터도 <저항 측정 모드>에서 그렇게 판별하면 되는데 미터 제조사가 제품 가치를 높이려고 다이오드 측정 모드를 넣었습니다. 그리고 그 경우는... 전류가 흐를 때 다이오드 양단에 걸리는 최소 전압까지 표시해줍니다. 자세한 것은 아래 항목으로 대신하고요...

○ 사진 6~사진 7, LED 반응

아래의 커다란 LED는 그 속성이, 흔히 접하고 흔히 쓰는 작은 크기 LED와는 전혀 다릅니다. 겉으로 보면... "흔한 LED를 500프로쯤 크게 만들었나?" 싶지만, 내부의 반도체 조성이 다른 것이지요. 색상도 물감이 아니라 조성의 차이에서 비롯된 것이다 라는 말씀과 같은 관점의 이야기입니다. 그래서,

흔한 작은 크기 LED와 전혀 다른 반응을 보이고 심지어 극성도 정반대입니다.



<다이오드 테스트 모드>에서 멀티미터 제시 정보가 의미하는 바는,

- OL(Over Load = "측정 불가입니다")가 아닌 어떤 수치가 나올 때, 디스플레이 귀퉁이에 있는 다이오드 마크를 확인합니다. 그리고 프로브 색상을 확인하고 적색이 멀미미터 내부 건전지의 -단자, 흑색이 건전지 + 단자에 연결되어 있다는 점... 그러니까 흔히 적색을 플러스로 인식하는데 그것의 정반대로 연결된다는 점을 기억하고 사용자 입장에서 다이오드의 극성을 할당합니다.

예를 들어, 좌하단 사진의 경우 어떤 수치가 나왔고 우상단에 작은 마크가 나타났으니까 다이오드의 일종인 LED 의 극성에 맞게 전류가 흐르고 있습니다. '극성에 맞게'이므로 적색 악어클립 쪽에 건전지 - 전압, 흑색 악어클립에 건전지 + 전압을 인가하면 LED가 점등할 것입니다.

그렇게 전류가 흐르는 상태의 최소 전압이 1.713V 이상이라고 지시하고 있네요.  참고로 보통 LED라면 0.5~0.7V 정도가 표시될 것이지요. 두 전압이 크게 차이가 납니다? 네... 그 커다란 LED는 보통 LED와 전혀 다른 것이구나, 모양이 엇비슷해도 종류가 다른 것이 있구나 정도를 생각해주시면 좋겠습니다.

참고로, 위 멀티미터 그리고 대부분의 멀티미터는 건전지 에너지를 아끼려고 절전형 계측을 하고 있기 때문에 전류가 흐르고 있어도 LED는 점등하지 않습니다. 그냥 숫자, 문자가 나오면 그것만 가지고 확인하시면 됩니다.

○ 사진 8, 스피커 반응

네. 역시 플루크 멀티미터가, 아주 짧은 순간 동안에 툭툭 건드려보면서 저항값을 계산하고 제시하여... 그런 절전형 계측을 하지 않는 아날로그 미터라면 아주 작게라도 틱틱 소리가 들렸을 것이네요. 어쨌든 저항값을 확인하였으니 좋습니다. ^^



계측한 결과 8.4오움인데 스피커 위에 8오움이 적혀 있습니다. 그냥 공작용으로 쓰는 정도의 스피커라서... 코일이 많이 감겨 있는 탓이겠지요. 조금 더 제대로 된 자작용 스피커 또는 그 이상의 제품은 통상 8오움 보다 더 작게 나옵니다. 6.9오움, 7.2오움... 그런 식으로요.

○ 사진 9~사진 11, 다리가 3개인 부품들의 반응



정확하게 데이터시트를 찾으셨네요. ^^

맨 오른쪽은 LM7805 IC입니다. 왼쪽 두 개와 같은 단품 트랜지스터가 아니라  IC이기 때문에, a) 다이오드 마크, b) 그 상태의 순방향 전압값은 사실... 의미가 없습니다. 어쩌다가 내부에 있는 트랜지스터 소자나 다이오드 소자의 복합적인 경로를 통해 전류가 흘렀고 멀티미터는 그냥 관측한 것만 가지고 프로그램된 바에 따라 그렇게 판단하고 제시한 것 뿐입니다.

IC의 상태를 멀티미터로 관측하는 것은... 쇼크로 모든 핀이 다 0오움인 경우가 아니라면 큰 의미가 없습니다.

아무늩... 이런 선별 사례를 상정했던 것은, "부품의 모습을 보고 예단하면 안된다"를 말씀드리려고 했던 것이지요. 트랜지스터처럼 생겼지만 아닌 경우, 다이오드처럼 생겼지만 아닌 경우, 무엇처럼 생겼지만 전혀 아닌 경우가 있습니다. 부품 패키지의 형태는 공유되는데 그 안에 무엇을 집어 넣는가는 제조사 마음대로 입니다. 부품의 형태도 미국 체계와 러시아 체계가 다르고 엔틱급과 모던한 것이 다  다릅니다. 그래서...

미심쩍다면, 부품 어딘가에 쓰인 문자열을 보고 Google 검색을 하는 게 좋습니다. 귀찮은 일이기는 하지만, 1:1 대체 교환이 아니라면 종종 alldatasheet 같은 인터넷 저장소, 칩 제조사의 저장소를 뒤지는 게 바람직하지요.

○ 사진 14

아하... 이렇게도 할 수 있네요. 멋집니다. 합리적입니다. 나중에는 선을 분리하고 1:1 악어 클립 케이블로 만들어 쓰면 되겠습니다.



○ 사진 17, 커패티터와 DC Blocking

커패시터가 전류 흐름을 Blocking하고 있었는데 그것을 점퍼 와이어로 바이패스 시키니까 저항들 → LED 순으로 전류가 흐르는 경로가 구성되었고 LED가 점등되었습니다.



○ 사진 19, Voltage Drop

9V짜리 배터리라고 했는데 10V가 넘는 전압이 나옵니다. 또는 방금 배터리를 샀는데 8.7V라고 할 수도 있고요. 공칭 전압과 실물의 전압은 조금씩 다르죠.

아무튼 10.18V에 대하여,



아래 결과를 보면,

- a, b, c의 전압은 건전지 전압과 같습니다. 그냥 그런가보다 하고 넘어갈 것이 아니라... 회로에서 커패시터 때문에 전류 흐름이 없었고 아주, 아주, 아주 약간량의 전류만 멀티미터를 통해 흘렀습니다. 그 전류가 너무 작기 때문에, 예를 들어 uA, pA 수준으로 있으나 마나한 전류가 흐를 때  각 저항의 양 끝에서 측정되는 전압은... '브이 이꼬르 아이알' 공식에 따르면 아주 아주 아주 작은 값이 됩니다. 거의 없다고 보면 a = b = c 정도로 전압이 관측됩니다.



- 두 번째 기록을 보면, 각 전압이 9V 대로 떨어졌습니다. 이유는 점퍼 와이어로 커패시터를 배제하여 회로가 구성된 상태 즉, 전류가 LED를 점등할 정도로 넉넉히 흐르는 상태로서

- V = I x R 공식 즉, '브이 이꼬르 아아일' 공식에 의해 각 저항에 어떤 전압이 잡혔기 때문입니다. "전압이 잡혔다"라는 표현을 쓴 것은, 각 저항에 전류가 흐를 때 저항 양단의 전압이 의미있는 값으로 치솟고 그 현상이 직렬로 연결된 각 저항에 누적적으로 반복되면 맨 끝에 있는 저항 과 LED 연결 포인트의 전압이 현격히 낮아지는 것과 같습니다.

이것을 우리말로 전압 강하(降下)라고 하고 영어로는 Voltage DROP 이라고 합니다. 제 추측으로는 영어 표현이 일본으로 가서 한문을 바뀌고 그게 돌고도는 표준 기술 용어가 된 것 같습니다.

전압 강하는 곧 전류량 제한과 같고 그 전압 강하에 사용된 일반 저항은 전류가 흐르니까 발열합니다. 그래서 일반 저항을 구매할 때 W를 따지게 되지요. 1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 10W, 100W... 그런 식으로요.

빈티지 오디오에서 흔히 보게 되는 그리고 DIY PACK.1에 있는 일반 저항은 1/2W급입니다. 더 작은 와트 저항은 크기가 더 작습니다. 아주 작아서... 귀엽지요.

- 마지막에, (C)-(E) 전압이 1.928V가 나왔습니다. 대략 2V 정도에서 LED를 점등하는 전압이 결정됩니다. 앞서 아주 커다란 LED를 테스트했을 때 1.7**V가 나왔던 것을 기억하시면... 그것에 조금만 더 전압을 높이면 그 커다란 LED는 점등했을 것입니다.

대략, LED는 표준 전류 15mA, 표준 전압 2V 정도에서 점등한다 정도로 기억을 해주시면 좋겠습니다. 물론 세상사가 늘 그렇듯 아닌 경우도 있지만... 여기에서는 무시합니다.

그리고 직렬, 병렬 연결이 조합된 전체 저항들에 있어서 양끝, 그러니까 프로브 하나를 건전지 + 단자 연결하고 나머지를 저항들이 LED에 연결되는 포인트에 접촉했을 때의 전압은,

10.18V - LED 양단 전압 1.918V인 값이 되겠고 그 전압이 한 무더기 저항의 '전압강하' 전압입니다. 대략 건전지 10V - LED 2V = 8V쯤 되겠네요.