전기·전자란 무엇인가?

안녕하세요? 여러분들의 응원에 힘입어 포스팅해봅니다. 먼저 전기 전자란 주제로 시작해보고자 합니다. 이전에 관심을 가지고 정리했던 것들이 있는데 다시보니까 올릴만한 것이 몇가지 없는 것 같아요. 일단 시작하는 의미에서 가볍게 전기 전자 유래 등 기본적인 것들을 알아보도록 하겠습니다.

전기· 전자란 무엇인가?

일상생활에서 조명, 가전기기 , 승강기 등 전기는 많이 사용됩니다. 전기·전자가 무엇이고 전기·전자 기기가 어떤 원리로 사용되는가 하는 의문을 한번쯤 가졌을 것인데 이에 대한 설명을 들을 기회도 없고 들어도 이해가 어려워 무감각해졌을 것이죠. 전기 기술자들도 전기·전자 장치들을 다룰 줄은 알지만 전기·전자의 기본적 개념을 잘 모른다는 문제점도 있어요. 왜냐하면 그 사용되는 기본적인 원리를 알아야 적절한 전원공급, 기기 적용 그리고 상황변화에 따른 응용 및 조치가 가능하기 때문입니다.

국내에서는 용어상으로 전기와 전자가 나뉘어져 전기공학과 전자공학으로 분류되어있어요. 하지만 둘의 차이는 전자공학에서 반도체를 좀 더 다룬다는 것 외에는 차이가 적으며 국제적으로는 전자·전기를 통합하여 전기(Electronic)라는 용어로서 사용하고 있습니다. 한 예로 흔히 사용되는 용어인 전자기타를 국제적으로는 Electron Guitar 라고 하지 않고 Electric Guitar(전기 기타) 라고 하죠. 앞으로 저도 전자·전기라고 굳이 표현하지 않고 일반화하여 전기라는 용어로 사용할 거예요.

모든 전기는 원자를 구성하고 있는 전자의 이동 및 움직임에 의해서 생기죠. 2500년 전 그리스 철학자인 탈레스(Thales)는 보석의 한 종류인 호박돌을 실크 천에다 문질렀더니 호박돌이 보푸라기 같은 작은 물건들을 끌어당긴다는 것을 기록으로 남겼어요. 그 당시에는 신비한 힘으로서 아무도 그 현상을 설명할 수 없었고요. 호박돌은 그리스어로 Elektron 이라고 하고 영어로 전기를 Electricity 라고 하는 어원이 되었답니다. 우선 다음과 같은 간단한 실험을 통해서 전기의 성질을 알아보도록 할께요.

호박돌 사진

실험 1. 고무재질의 빗을 천으로 문질렀을 때 그 빗이 종이 조각들을 끌어당기는데 이것을 전기적 용어로 빗이 대전(Charged)되었다고 하죠.

실험 2. 천으로 문질러 대전된 빗으로 탁구공을 건드리면 빗에 있던 전기를 띤 전하가 탁구공으로 이동하고 이제는 빗이 탁구공을 밀치는 현상이 생기죠. 이번엔 유리 플라스크를 실크로 문지르고 그 전하를 띤 탁구공에 가까이 가져가면 유리 플라스크는 탁구공을 밀어내지 않고 오히려 끌어당깁니다.

위와 같은 실험을 통해 다음과 같은 전기의 성질을 유추할 수 있겠죠?

가. 전기적 전하는 두 종류가 있다.
나. 같은 전하끼리는 밀고, 다른 것끼리는 당긴다.
다. 전하는 한 장소에서 다른 장소로 이동할 수 있다.

물론 직접 실험을 해봐야 잘 와닿을텐데 일단 물체를 문질로 마찰시키면 밀고 당기는 힘이 작용하는건 맞죠.

이와 같은 세가지 성질은 정-전기(Static electricity)라는 분야에서 여러 법칙으로 정리되어 있어요. 이것은 단순히 정지 상태에 있는 전기를 의미하는 것이죠.

오늘은 처음이라 여기까지하고 다음에는 더 많은 내용 나누도록 할께요~~~