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전기는 어떻게 이동을 할까? ■ 전류의 이동 물질에 존재하는 (+)와 (-)성질을 띠는 입자들을 전하라고 합니다. 전하는 물질이 전기적 성질을 나타내는데 기본적인 역할을 합니다. (+)전하를 띠는 것은 원자핵, (-)전하를 띠는 것은 전자이며, 같은 전하끼리는 서로 밀어 내고, 다른 전하끼리는 서로를 끌어당기는 성질을 가집니다. 전하의 단위는 쿨롱(C)이며, 1C는 6.25×1023개의 전자 수를 뜻합니다. 전기를 띤 입자, 즉 전하의 이동은 전기의 흐름인 전류를 만들어 냅니다. 전기에 대해 많은 것이 밝혀지지 않았던 시절, 과학자들은 전류는 (+)극에서 (-)극으로 흐른다고 정의하였습니다. 그러나 전자의 발견을 통해 실제로 이동하는 것은 (-)전하를 띠는 전자이며, 전자는 (-)극에서 (+)극으로 이동..

전구의 역사 전구가 만들어지기 전에 사람들은 어둠을 밝히기 위해 등잔, 가스등, 양초, 석유 램프 등을 사용했습니다. 최초의 백열전구는 탄소로 이루어진 막대가 촛불 4000개 정도 밝기의 빛을 내도록 만들어진 아크 등입니다. 아크 등은 영국의 화학자인 험프리 데비(Humphry Davy, 1778~1829)라는 사람이 1808년에 발명하였는데, 이것은 가정에서 사용하기에는 너무 밝다는 단점이 있었습니다. 또한 부피가 크고 설치 장치가 복잡하지만, 그에 비해 효율이 높고 백색광에 가까운 빛을 내기 때문에 런던에서는 현대의 조명 기구들이 발명된 이후에도 계속 사용되어 왔습니다. ▲ 가로등으로 설치되는 아크 등(1889년)(출처: 에듀넷) 지금과 같이 필라멘트를 이용하여 40시간 이상 빛을 낼 수 있는 백열전..

전기력 ■ 복사기의 발명 위대한 발명품 중 복사기는 1936년에 미국의 조그만 전자회사 특허부에 직원으로 있던 체스터 칼슨에 의해 만들어졌습니다. 칼슨은 대학에서 물리학을 전공하였는데 그의 회사에서 업무는 원본 서류의 사본을 여러 개 만드는 일이었습니다. 복사기라는 것이 없던 시절이니 칼슨은 밤을 새워 원본 서류와 똑같은 그림을 그리고 글을 쓰는 일을 반복하였습니다. 늘 앉아서 서류를 베끼는 일만 하는 칼슨은 ‘효율적으로 작업할 수 없을까’라는 고민을 하게 되었고 전공에서 배운 정전기와 빛의 성질을 이용하여 복사기를 발명하게 되었답니다. ■ 전기력이란 무엇일까요? 우리 주변의 여러 물체들 중에는 전하를 가지고 있는 물체가 있습니다. 이러한 전하를 갖고 있는 물체 사이에서 전하의 종류에 따라 서로 끌어당기..

전기저항 줄이기 ■ 전기저항이란?전기의 흐름에 대한 저항을 전기저항이라 합니다. 전기저항은 전류의 흐름을 방해한다는 의미이지만 적절한 저항으로 전기제품이 작동되므로 부정적인 의미는 아닙니다. 전기저항은 여러 가지 요인에 영향을 받는데 물질마다 전기저항이 다릅니다. 같은 조건일 때 전기저항이 가장 작은 물질은 은, 구리, 금, 알루미늄 순입니다. 전기선이 모두 구리로 되어 있는 이유가 전기저항이 작은 물질이기 때문이죠. 누군가는 전기저항이 가장 작은 은이 있는데 왜 구리로 전기선을 만들었을까 궁금해 할 텐데요. 그 이유는 은보다 구리가 훨씬 싸기 때문입니다. 우리가 사용하는 전기제품들은 전기저항을 어떻게 줄이고 있을까요? ■ 전기저항을 줄이는 방법전기제품은 전기선의 길이가 짧을수록, 전기선의 굵기는 굵을수..

에너지 하베스팅(Energy Harvesting) ■ 에너지 하베스팅!에너지가 만들어지는 과정 중에서 많은 에너지가 열, 소리, 진동 등의 다른 형태로 버려져서 우리가 쓸 수 있는 에너지는 굉장히 적습니다. 그렇다면 버려지는 에너지를 모아서 다시 쓸 수 있는 방법은 없을까요? 있습니다. 바로 에너지 하베스팅입니다. 에너지 하베스팅이란 일상생활에서 버려지거나 소모되는 에너지를 모아 전력으로 재활용하는 기술을 말합니다. 에너지 하베스팅을 이용하면 바람, 물, 진동, 온도, 태양 광선 등의 자연 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것뿐만 아니라 사람이나 교량의 진동, 실내 조명광, 자동차의 폐열, 방송 전파 등과 같이 주변에 버려지는 에너지도 전기 에너지로 변환하여 사용할 수 있답니다. 전력 발생이 미비하겠지만 ..

전기 에너지절약 방법 대정전을 예방하는 방법은 우리 모두가 함께 전기 낭비를 줄이는 것입니다. 그럼 전기를 절약할 수 있는 방법에 대해 하나씩 알아보도록 할까요? 권장 냉난방 온도를 준수해요여름철 26~28℃, 겨울철은 18~20℃가 실내 적정 냉난방 온도입니다. 적정 온도 준수는 아토피와 호흡기 질환 등을 예방하여 건강을 지키는 데 도움을 줍니다. 냉난방 온도 1℃ 조절시 7%의 에너지를 절약할 수 있습니다. ▲ 출처: 에듀넷 내복을 입어요겨울철 내복 입기로 겨울철 난방 온도를 3℃ 낮추면 난방 에너지의 20%를 절감할 수 있습니다. 겨울철 실내외 온도차가 크면 감기 등 질병에 걸리기도 쉬우니 18~20℃ 정도로 유지하는 것이 좋습니다. ▲ 출처: 에듀넷 전기 먹는 하마, 전열기 사용을 줄이세요전기는 ..

저항의 측정 ■ 저항의 크기자동차가 도로를 달릴 때, 과속 방지턱이나 도로에 이물질이 뿌려져 있으면 달리던 속도를 줄이게 됩니다. 이렇게 자동차의 움직임을 방해하는 것처럼 전기가 흐를 때도 방해를 받게 되는데 전류의 흐름을 방해하는 것이 바로 ‘저항’입니다. 저항이 생기는 이유는 전자가 물질을 이동할 때 물질을 구성하고 있는 원자와 부딪히게 되는데 이러한 충돌은 전자의 이동을 방해하기 때문입니다. 이러한 전기 저항은 옴(Ω)의 단위로 측정합니다. 저항의 크기는 물질의 종류에 따라 달라지며, 단면적과 길이에도 영향을 받습니다. 물질의 종류에 따라 구성하는 성분이 다르므로 전기적인 특성이 다릅니다. 이러한 물질의 전기적인 특성을 일정한 단위로 나누어 측정한 값을 비저항(比抵抗, specific resista..

전자석의 마술 과학자들은 날지 못하는 생물을 공중에 띄우려고 수많은 시도를 해왔습니다. 그 중 대표적인 실험은 지난 1997년 네덜란드 네이메겐 대학 교수팀이 시행한 개구리 공중 부양 실험입니다. 강력한 전자석으로 지구 자기장의 32만 배, 보통 막대자석의 100~1000배의 힘인 16테슬라 정도의 자기장을 걸어 주니 개구리가 공중에 떠올랐다고 하는데, 어떻게 이런 일이 가능했던 것일까요? ▲ 개구리 공중 부양 실험(출처: 에듀넷) 우리가 평소 자기력과는 아무 관련이 없다고 생각하던 물질도 사실 자기력에 반응하는 경우가 많습니다. 생물의 몸속에 들어 있는 물 분자나 유기 물질들도 사실은 미세한 자성을 가지고 있어서 이런 성질을 이용하면 자기장 속에서 부양시킬 수 있습니다. 즉, 고자기장의 힘이 지구 중력..