전류에 대한 이해는 일반인의 삶의 질을 엄청나게 향상시켰습니다. 요리와 조명에서 하수도 시스템이 제대로 작동하는지 확인하는 것까지 전기를 이해하고 활용함으로써 얻을 수 있는 이점에는 제한이 없습니다. 그러나 전자 엔지니어와 과학자를 대상으로 한 설문 조사에서 전류가 흐르는 방식을 묻는다면 일부는 긍정적에서 부정적으로, 일부는 부정적에서 긍정적으로 말할 것입니다.
무엇을 주나요?
이것은 매우 중요한 것과 관련된 이상한 현상입니다. 모든 전자 장치의 핵심은 유용한 결과를 보장하기 위해 전류의 흐름을 제어하는 것입니다. 전류는 입력 요청과 출력 사이의 매개체입니다. 과학자들은 전류가 양극에서 음극으로 흐를 수 있다는 것을 당연하게 여겼는데, 이를 관습적인 전류 흐름 이라고 불렀습니다.
그럴듯하게 들리지만, 전류에 관해 논쟁의 여지가 없는 한 가지 측면은 전류가 실제로 무엇인지에 대한 것입니다. 전류는 움직이는 전자입니다. 전자 란 무엇일까요 ? 전자는 음전하를 띤 작은 아원자 입자입니다. 음전하를 띤 이온은 양전하에 끌린다는 것은 기본적인 물리 법칙입니다. 그래서 1900년대 중반, 제2차 세계 대전 중 전자 기술자들은 전자가 양전하에 끌린다는 것이 더 타당하다고 판단했고, 따라서 전류는 양극에서 음극으로 흘러야 한다고 결론지었습니다. 이러한 생각은 모든 미국 엔지니어 교육 자료에 반영되었고, 전쟁 후 전자의 흐름이 전류의 흐름을 결정한다는 믿음이 널리 퍼지게 되었습니다.
왜 중요?
전자공학자에게는 전류의 방향이 어느 쪽이든 크게 중요하지 않습니다. 회로 분석은 양방향 모두에 적용 가능하기 때문입니다. 특히 교류(AC) 부품의 경우에는 더욱 그렇습니다. 하지만 직류(DC)는 단방향으로 전류가 흐르기 때문에 부품의 이론적 원리에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 직류와 교류 모두에서 전류가 흐르는 트라이액(TRIAC)은 게이트에 양극 또는 음극 바이어스 전류를 인가해야 합니다. 따라서 전자 부품을 진정으로 이해하고자 하는 과학자들에게는 전류의 흐름 방향이 중요한 이론적 문제입니다.
전류의 흐름
만약 전류가 전적으로 전자에 의해 좌우된다면 문제는 훨씬 간단해질 수 있겠지만, 다른 입자들이 관여한다는 점에서 상황이 복잡해집니다. 배터리를 구리선에 연결하면 배터리의 양극이 구리 원자의 최상층에서 전자를 끌어당깁니다. 그러면 구리 원자는 양전하를 띠게 되고, 더 많은 전자를 끌어당겨 전류가 흐르게 됩니다. 하지만 전자의 이동에는 예외가 있습니다. 어떤 반도체나 배터리에서는 이온 전체가 전류에 기여하기도 합니다. 이러한 경우 전류의 흐름은 전자의 이동이 아니라 전자의 부재(따라서 양전하)에 의해 결정됩니다. 즉, 전류는 음극에서 양극으로 흐릅니다. 이러한 특성을 가진 물질을 양전하를 띠는 P형 물질 이라고 합니다.
P형 물질을 P형이라고 명명한 것은 대부분의 전류가 양에서 음으로 흐른다는 것을 의미하며 이는 부정하기 어렵다. 토론을 전파하는 것은 규칙의 예외와 기존의 전류 흐름이 여전히 많은 공학 학교에서 가르치고 있다는 사실입니다.
