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단원의 배경지식 전류, 전압, 전지의 개념

발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode) 전기적 성질의 근원인 전하의 흐름을 전류라고 한다.
과거에는 필라멘트를 가열하여 빛을 내는 조명 기구 그리고 전기 회로에 전류를 흐르게 하는 능력을 전압이
인 백열전구를 많이 사용하였다. 하지만 백열전구는 사 라고 한다.
용할 때 방출하는 빛에너지보다 열에너지가 더 많아서 전기 회로에 전류가 지속적으로 흐르기 위해서는 전
에너지 효율이 매우 낮다. 이에 우리나라에서는 현재 압이 지속적으로 유지되어야 하는데, 전지가 그 역할을
백열전구 생산 및 수입을 금지한다. 한다.
최근에는 백열전구나 형광등보다 에너지 효율이 뛰 전류, 전압, 전지의 개념을 물이 지속적으로 흐르는
어난 발광 다이오드를 많이 사용한다. 발광 다이오드는 장치에 비유하면 보다 쉽게 이해할 수 있다.
전기를 이용하여 빛을 내는 조명 기구의 한 종류이다. 다음 그림과 같이 펌프가 물을 높은 곳으로 끌어 올
발광 다이오드의 구조는 다음과 같다. 리면 높은 곳에 위치한 물은 아래로 흐르면서 물레방아
를 돌린다. 그리고 펌프가 지속적으로 작동한다면 물
볼록 렌즈
이 계속해서 흐르므로 물레방아는 계속해서 돈다. 이와
본딩 와이어
같은 장치를 전지와 전구가 연결된 전기 회로에 비유할
빛을 내는 칩
수 있다.
반사면 플라스틱 (-) (+)
수지 전구
물의 물의 전지
높이차 흐름
캐소드 애노드 물레
[주로 짧은 [주로 긴 다리이며, 펌프 방아 전류
다리이며, 전원의 전원의 (+)극에 밸브 스위치
(-)극에 연결] 연결] 파이프 전선
▲ 물의 흐름 ▲ 전기 회로
물이 흐르기 위해서는 물의 높이차가 있어야 하듯이
전류가 흐르기 위해서는 전압이 있어야 한다. 또, 물이
▲ 발광 다이오드의 구조
계속해서 흐르기 위해서는 물을 계속해서 높은 곳으로
발광 다이오드에서 빛을 내는 칩은 p형 반도체와 n형
끌어 올리는 펌프가 필요하듯이 전류가 계속해서 흐르
반도체가 접합한 구조이다. 애노드에 전원의 (+)극이,
기 위해서는 전기 회로에서 전압을 유지해 주는 전지가
캐소드에 전원의 (-)극이 연결되면 p형 반도체와
필요하다. 그리고 흐르는 물이 물레방아를 돌리듯이 전
n형 반도체의 접합부에서 전자와 양공이 결합하면서
류는 전구의 불을 켠다. 밸브를 잠그면 물의 흐름이 멈
빛이 난다.
춰 물레방아의 회전이 멈추듯이 스위치를 열면 전기 회
이러한 발광 다이오드는 손전등, 신호등, 자동차 전
로가 끊겨서 전류가 흐르지 않아 전구의 불이 켜지지
조등, 전광판 등 다양하게 이용되고 있다.
않는다.

물의 흐름 전기 회로
흐르는 물 전류
물의 높이차 전압
▲ LED 손전등 ▲ LED 신호등
파이프 전선
물레방아 전구
펌프 전지
밸브 스위치
▲ LED 전조등 ▲ LED 전광판 ▲ 물의 흐름과 전기 회로의 비유

72 제 2 부 지도의 실제