“아 따가워! 이게 정전기라고요?”
“그래. 전기가 흐르게 하는
원인인 전하가 흐르지 않고
멈춰 있을 때 정지상태에서
전기를 띤다고해서
‘정전기’라고 하는데
정전기 중에서 우리와 가장
밀접하고 가까이에서
경험할 수 있는 게 바로
‘마찰전기’야”
“마찰전기? 이름만 들어도
따끔따끔 전기가 오를 것만 같아요.”
“하하하. 서로 다른 두 물체를
마찰시킬 때 음전하를 가진 가벼운
전자가 이동하면서 전자를 얻는
물체는 (-)전하, 전자를 잃는
물체는 (+)전하를 띠게 된단다.
중성 상태이던 물질이 (+), (-), 즉
양전하와 음전하의 균형이 깨져
전기를 띠게 되면 ‘대전’ 되었다고
하고, 대전 된 물체를 ‘대전체’라고 해.”
“그러니까 전기를 띠고 있는
물체를 ‘대전체’라고 한다는 거죠?”
“그렇지. 근데 또 물질마다 전자를
좋아하는 정도가 달라. 털가죽은
쿨해서 전자를 쉽게 내어주고
플라스틱은 전자에 집착해서
전자를 얻기 쉽단다. 그래서
플라스틱 빗으로
머리털을 빗을 땐 전자에 쿨한
머리카락이 전자에 집착하는
플라스틱 쪽으로 전자를
이동시키는 거야.”
“플라스틱 빗에게 전자를 주었으니까
빗은 (-)전하가 되고, 전자를 뺏긴
머리카락은 (+)전하가 되는군요!”
“맞아. 여기서 우리가 또 한가지
발견할 수 있는 것이 있어.
바로 전기력이야.”
“전기력?”
“다른 종류의 전하를 띤 물체
사이에서는 서로 끌어당기는 힘인
인력이 발생해. 같은 종류의 전하를
띤 물체 사이에서는 서로 밀어내는
척력이 발생하지.”
“아! 머리카락과 빗은 서로 다른
전하라서 끌어당기는 힘인 인력이
발생해 머리카락이랑 빗이 착!하고
붙는 거구나!”
“딩동댕! 이 인력을 이용하면
마찰시키지 않고도 정전기를
유도할 수 있어. 그걸 바로
‘정전기 유도’라고 해.”
“정전기 유도! 그럼, 대전 되지 않은
물체에 대전체를 가까이하기만 해도
전기를 띠게 만들 수 있다는 거예요?”
“맞아. 대전 되지 않은 금속 막대에
대전체를 가까이하면 금속
막대의 양 끝에 전하가 유도되지.
대전체와의 전기력에 의해서 말이야.”
“아! 그럼, 제가 한번 맞춰볼게요!
대전체와 가까운 쪽에 대전체와
다른 종류의 전하가 유도되고
대전체로부터 먼 쪽이 대전체와
같은 종류의 전하가 유도돼요!
바로 인력과 척력에 의해서요!”
“이야. 딩동댕! 역시 똑똑해~!
우리 일상생활에서는 복사기,
공기청정기, 비닐랩 등에 쓰인단다.
물리는 정말 놀라워. 대단해.
멋져! 이리와 하푸!”
“으앗!!! 따가워요. 교수님!
하하하”
“하푸야. 전자는 어떻게
이동한다고 했지?”
“(-)전하에서 (+)전하로 이동해요!”
“자, 그 전하가 흐르는 것을
‘전류’라고 하는데, 음전하를 띤
물체와 양전하를 띤 물체를
전기가 흐를 수 있게 하는 전선인
도선으로 연결하면 반드시
전류가 흐른단다. 도선을 따라
전자가 이동하면서 전하를 운반하지.
전류는 전자와 반대로
(+)극에서 (-)극으로 이동한단다.
헷갈리지 말렴!”
“전류의 방향과 전자의 방향은
서로 반대구나! 그러면 전류의
세기는 어떻게 재요?”
“좋은 질문이야! 바로 전류계를
사용하는데, 도선에 직접
연결한다고 해서 ‘직렬연결’이라고 해.
일정한 시간 동안 전선의 단면을
통과하는 전자의 개수를 세주지.
전류의 단위는 대문자 A.
암페어라고 읽고 mg, ml처럼 mA를 써서
1A는 1,000mA야. 아참! 전류의
기호는 대문자 I로 쓴단다.”
“전류는 꼭 물이 흐르는 거랑 비슷해요.”
“맞아. 물이 흐르는 수로의 높이
차이와 같은 전압도 있어.
전기회로에 전류를 흐르게
하는 능력이지.”
“오! 전압! 전압이 셀수록 전류는 세게
흐르겠네요! 전압은 어떻게 재요?”
“맞아 전류와 전압은 비례해. 전압은
전압계를 연결하는데 전류계와
다르게 나란히 연결해. 나란히
병자를 써서 병렬연결이라고 한단다.
! 전압의 기호는 대문자 V, 단위도
대문자 V. 볼트라고 읽어.”
“아~ 직렬연결과 병렬연결이
있구나.
그럼 박사님. 전류를 방해하는 건
없어요?”
“안 그래도 이제 얘기해주려고 했단다.
바로 ‘저항’이지. 기호는 대문자 R.
단위는 오메가 모양에 옴이라고
읽는단다. 저항을
통과하는 동안 전자의 흐름이
방해받아 전류의 세기가 약해지지.”
“저항의 개수가 많아지면 전체
저항이 커지는 건가요?”
“그건 아니야. 저항이 길어지면
전자의 움직임이 방해받는 길이가
길어져서 저항이 커지지만, 저항이
굵어진다면 전자가 움직일 수
있는 길이 넓어져서 오히려
저항이 작아지지.”
“아! 길이가 길어지면 저항이 커지고
굵어지면 저항이 작아지는구나.”
“그래서 저항을 직선으로 직렬연결
시키면 길이가 길어지기 때문에
전체 저항이 증가하고 나란히
병렬연결 시키면 굵어지기 떄문에
전체 저항이 감소하지.”
“아하!!! 그러면 전류는 전압에는
비례하지만, 저항에는 반비례하네요.”
“그걸 바로 옴의 법칙이라고 해. 전류는
전압에 비례하고 저항에 반비례한다.
전류는 저항분의 전압. I=V/R”
“옴의 법칙! 전류는 저항분의 전압!
우와….!!! 재밌어요!!!”
“역시!!! 재밌어할 줄 알았다니까!!!
이제 지구에서 가장 큰 자석에 대해 알려줄게.”
“우와! 지구에서 가장 큰 자석이 뭔데요!?”
“바로… 지구야!”
“엥? 지구요!? 지구가 큰 자석이라고요?”