[학습]정전기

전기와 자기

안녕하세요, 오늘은 중학교 2학년 과학 과정에서 배우게 되는 환상적인 주제인 "전기와 자기"에 대해 알아보려고 해요. 이 주제는 우리 주변에서 일어나는 다양한 현상을 이해하는 데 중요한 역할을 해요. 그럼, 함께 시작해볼까요?
 
전기와 자기는 물리학적인 현상으로, 우리 생활과 기술의 기반이 되는 중요한 개념입니다. 이 두 개념은 서로 긴밀하게 연관돼 있지만, 각각의 특성과 작용 방식이 있어요. 전기는 전하를 가진 입자들의 움직임으로 발생하며, 자기는 전류나 자석이 만드는 힘을 다루는 개념입니다.
 

1. 전기의 발생: 놀라운 현상의 시작

전기는 우리 주변에서 다양한 방식으로 발생합니다. 그 중에서도 가장 기본적인 현상 중 하나는 '정전기'입니다. 정전기는 물체 간에 전하가 불균등하게 분포되어 생기는 현상을 말해요. 예를 들어, 모래와 풍선을 비롯한 물체를 비벼서 전하를 전달하면 풍선이 모래를 끌어당기는 현상을 볼 수 있을 거에요. 이러한 정전기 현상은 물체의 전하를 잘 나타내는 중요한 시작점입니다.

우리 주변에는 여러 가지 물체가 있습니다. 금속, 플라스틱, 섬유 등 그 소재나 구조 또한 다양합니다. 우리 주변의 이런 물체들은 모두 전기를 띱니다. 모든 물체는 플러스(+)와 마이너스(-)라는 2종류의 전기를 띠고 있어요. 당연히 사람도 마찬가지입니다. 평상시에는 플러스 전기의 수와 마이너스 전기의 수가 같은 상태입니다.

출처: https://www.keyence.co.kr/ss/products/static/static-electricity/basic/about.jsp

플러스1개, 마이너스1개

 

위의 그림 처럼 플러스 전기의 수와 마이너스 전기의 수가 같은 균형 잡힌 상태를 전문적으로는 전기적 중성 상태라고 합니다. 이것은 중성이라는 말에서 알 수 있듯 플러스도 마이너스도 아닌 전기적으로 0인 상태입니다. 즉 「전기를 띠지 않는 상태」라고 할 수 있습니다. 전기적으로 중성 상태인 물체를 만졌을 때는 전기를 띠지 않았기 때문에 따끔거리지 않습니다.

그러나 이러한 전기가 흐르지 않는 중성 상태는항상 유지되지는 않으며 충돌을 통해 중성 상태가 깨져버립니다. 서로 다른 두 물체가 충돌하면 한쪽에서 다른 한쪽으로 마이너스 전기가 이동합니다.

두 물체 사이에는 마이너스 전기를 「빼앗는 쪽」과 「빼앗기는 쪽」이라는 관계가 성립합니다. 이것은 「물체」에 따라 마이너스 전기를 잡아당기는 힘이 다르기 때문에 나타나는 관계성입니다. 두 물체가 부딪힐 때, 마이너스 전기를 잡아당기는 힘이 강한 쪽을 향하여 다른 한쪽의 마이너스 전기가 이동하는 것입니다.

출처: https://www.keyence.co.kr/ss/products/static/static-electricity/basic/about.jsp

마이너스 전기를 빼앗긴 쪽은 플러스 전기가 많아지며, 한편 마이너스 전기를 빼앗은 쪽은 마이너스 전기가 많아집니다. 원래는 균형이 잘 잡힌 상태였는데 부딪히면서 균형이 깨져버린 것입니다.

이처럼 균형이 무너진 상태를 정전기 라고 합니다. 정전기를 띠는 것을 전문적으로는 대전된다 고 합니다. 정전기에는 플러스로 대전한 「플러스 정전기」와 마이너스로 대전한 「마이너스 정전기」가 존재하게 됩니다.

정전기를 띤 물체는 전기적으로 균형이 잡히지 않은 상태입니다. 균형이 잡히지 않은 물체는 어떻게라도 원래의 균형을 되찾으려 합니다. 예를 들면 균형이 깨졌을 때 비틀거리며 자세를 바로 잡으려는 인간의 동작과 같습니다. 넘어지지 않기 위해 균형이 잡힌 상태로 되돌아가려 하는 것입니다. 그래서 우리가 어떤 물질을 만졌을 때 따끔하게 전기가 오르는것이 균형잡힌 중성상태로 돌아가기 위한 마이너스 전기의 이동이 생긴거에요!
 
 또한, 전자기파도와 같은 현상도 전기의 발생과 관련이 있어요. 전자기파는 전자와 자기장이 공간을 퍼지면서 만드는 파동 현상으로, 무선 통신과 같은 기술에서 중요한 역할을 합니다.
 
이렇게 다양한 현상을 통해 전기의 발생을 이해하고 관찰할 수 있습니다.

다음으로는 전기의 특성인 전류, 전압, 그리고 저항에 대해 알아보도록 하겠습니다.