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전압과 전류의 발견

대한민국 교육부 2015. 7. 24. 09:53


전압과 전류의 발견 




■ 전류의 발견

1700년대, 미국의 과학자 벤자민 프랭클린(Benjamin Franklin)은 폭풍우가 치는 밤, 연 줄에 열쇠를 매달아 번개가 만들어 낸 전기를 집기병에 모으는 데 성공했습니다. 이 실험은 번개는 전기로 이루어져 있으며, ‘전기가 흐른다’는 것을 처음으로 확인할 수 있었던 실험이었습니다. 이후 학자들은 다양한 실험을 통해서 본격적으로 전기를 탐구하게 됩니다.

 

이탈리아의 과학자 루이지 갈바니(Luigi Galvani)는 볼로냐 대학교에서 해부학을 가르치는 교수였습니다. 1786년, 개구리를 해부하던 중 해부칼이 개구리 다리에 닿자 다리가 경련을 일으키는 것을 목격하였습니다. 금속인 해부칼이 닿자 이미 죽어 있는 개구리의 다리가 움직였다는 것에 의아함을 느낀 갈바니는 다양한 방법으로 개구리의 다리를 실험해 본 결과 동물의 뇌에서 전기가 만들어지기 때문에 개구리의 다리가 경련을 일으킨다고 결론을 내리고, 이 전기를 ‘동물 전기’라고 정의하였습니다.

 

1791년, 이탈리아의 과학자 알레산드로 볼타(Alessandro Volta)는 같은 현상에 대해 루이지 갈바니와는 다른 해석을 내렸습니다. 즉, 동물에서 전기가 만들어지는 것이 아니라 단지 개구리의 수분이 전기가 이동하는 길을 제공했을지도 모른다는 것입니다. 갈바니와 같은 방법으로 실험을 수행한 볼타는 이상한 점을 발견했습니다. 개구리 다리에 한 종류의 금속을 연결하거나 다른 종류의 금속을 연결했을 때는 개구리의 다리가 경련을 일으켰지만 개구리 다리에 같은 종류의 금속을 연결하자 개구리의 다리에서 아무 변화도 일어나지 않은 것입니다. 만약 동물 전기가 존재한다면 어떤 금속이 닿아도 경련이 일어났을 것입니다. 이에 볼타는 개구리 다리에서 일어난 경련은 동물이 스스로 전기를 만들어 낸 동물 전기가 아니며 실험을 거듭한 결과 전기는 금속 사이에서 발생했고 동물의 수분이 매개체 역할, 즉 전해질이었다는 결론을 내렸습니다.

 

이러한 갈바니와 볼타의 실험으로 '전기는 흐른다'라는 사실이 확인되었고, 이 전기의 흐름을 '전류'라고 하였습니다.



■ 전압의 단위, 볼타

알레산드로 볼타(Alessandro Volta)는 동물 전기를 반박하기 이전에 이미 20세 때 기전반을 발명한 과학자로 유명세를 타고 있었습니다. 볼타가 발명한 기전반은 건조한 헝겊에 문지르면 음전하가 생기는 에보나이트라고 불리는 물질로 쌓인 금속판과 절연 손잡이가 있는 다른 금속판으로 되어 있습니다. 볼타가 발명한 기전반으로 많은 양의 양전하를 축적할 수 있는 방법을 발견하였고 당시 보편적으로 사용되던 라이덴 병을 쓸모 없게 만드는 계기가 됩니다. 이것은 오늘날 콘덴서의 기초가 되기도 하였습니다.


▲알레산드로 볼타와 기전반(출처: 에듀넷)


기전반을 발명한 후 볼타는 동물 전기를 반박하는 과정에서 묽은 황산 속에 구리와 아연을 넣어 볼타 전지를 만들어 냅니다. 그리고 전지로부터 전류를 빼내어 흐르게 할 수 있는 것을 확인하고 최초로 전기를 휴대할 수 있는 방법을 알아내게 됩니다. 볼타는 1800년에 연구 내용을 발표하여 훈장과 백작의 지위까지 얻게 되었습니다. 하지만 그가 죽은지 54년이 지난 후 전압의 단위에 그의 이름인 볼트(Volt)가 붙여짐으로써 최고의 명성을 얻게 됩니다.




[자료출처: 에듀넷]






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