전기의 발견 - 김한나

▶ 전기의 발견



Ⅰ전기의 발견

 BC 600년경 그리스의 탈레스는 호박을 마찰하면 대전하여 가벼운 물체를 흡인하는 것을 알고 있었다. 이것이 전기 현상의 최초의 발견인데, 이 호박을 의미하는 그리스어의 'electron'이 그 뒤에 전화되어 'electricity'라는 말이 유래된 것으로 전해진다. 그러나 당시는 전기와 자기가 반드시 구별되어 있었다고는 볼 수 없다.

 전기와 자기를 명백히 구별한 것은 16세기 말 영국 엘리자베스 여왕의 시의였던 W.길버트인데, 길버트는 자기와 마찰전기에 대해 처음으로 과학적 연구를 하였다. 그 후 프랑스의 물리학자 뒤페가 전하의 양음의 구별이 있는 사실을 발견하였고, 프랑스의 토목공학자 쿨롱은 전기를 가진 물체 사이에 작용하는 전기력에 관한 '쿨롱의 법칙'을 발견하였으며, 또 이탈리아의 물리학자 볼타에 의해 전지가 발명되는 등 전기 현상이 정밀과학으로서의 체계를 갖추게 되었다.

 19세기에 접어들자 패러데이와 멕스웰을 비롯한 많은 과학자들이 전기를 연구하게 되어 전기에 관한 법칙이 뒤를 이어 발견되었다. '옴의 법칙','전자기 유도의 법칙','전기분해의 법칙','전류의 자기작용' 등이 그것이다. 이와 같은 여러 가지 발견은 산업혁명 후의 시장 확대에 수반되는 신속 정확한 통신에의 요망이나, 팽창하는 도시의 조명문제 등과 같은 배경 하에서, 기술과 결부되어 수많은 전기기기 발명의 모체가 되었다.

 또 영국의 물리학자 J.톰슨이 발견한 '전자의 존재'는 원리물리학의 발전에 의한 물질 구조의 규명과 연결되어, 'electronics'라고 하는 전자의 응용분야 즉, 진공관이나 트랜지스터를 이용하는 길을 개척하기에 이르렀다. 또 현대물리학에서 전기라는 것은 물질을 구성하고 있는 소립자의 속성이라고 할 수 있다.

Ⅱ전기의 정체

 400여 년 전부터 자연계에서 전기라는 것이 있다는 사실이 알려져 있었다. 물체와 물체를 서로 문지르면 마찰 전기가 일어나거나, 천둥과 번개도 일종의 전기라는 것 등을 알아낼 수는 있었지만, 전기 그 자체의 정체는 밝혀내지 못했었다. 그래서 이러한 현상을 중심으로 한 전기의 연구는 꾸준히 계속되었다.

 전기의 정체를 모르면서 전기를 이용한 발명품은 계속 나왔다. 1879년 에디슨이 발명한 백열전구도 전기를 사용한 발명품 중의 하나였다. 전기의 정체가 처음으로 규명된 것은 에디슨이 백열전구를 발명한 이후 20년쯤 지나서 영국의 물리학자 J.J톰슨이라는 사람에 의해서  였다. 톰슨은 여러 가지 실험 끝에 전기라는 것이 아주 미세한 입자라는 것을 알아냈다. 그는 이 작은 입자가 빛도 만들고 열도 나게 한다는 것을 알고, electron이라고 이름을 붙였다.









<전기의 발전 연대표>



Ⅲ전기의 사용 및 발견

 ⅰ볼타(1745~1827) - 전지의 발명

 세계 최초의 전지를 발명하여 전기화학 발전에 크게 공헌 하였으며 전기 접시, 검전기의 발명자로도 유명하다. 볼타전지는 소금물이 든 질그릇이나 유리그릇에 구리나 은을 씌운 금속판과 아연판을 담가 굵은 철사로 두 금속판을 이은 것으로 쓰지 않을 때도 아연극이 계속 용해되고 또 전기가 소모된다. 그의 업적을 기리기 위해 그의 이름을 전압의 단위인 볼트(V)로 사용하고 있다.

 ⅱ에스르뎃(1777~1851) - 전류의 자기작용

 코펜하겐 대학의 물리학 교수로 있던 그는 1804년 정전기와 자기에 관해서 강의하며 볼타 전지의 양극을 긴 철사로 연결한 것을 사용하고 있었다. 철사를 자침에 평행으로 그 위에 걸쳐놓고 전류의 스위치를 넣자 자침이 돌더니 전류가 흐르는 도선에 의하여 자기가 만들어진다는 사실을 발견하였다. 이 발견은 후에 전자석과 많은 기계를 만들게 하였으며 근대 문명을 여는 새로운 길을 열어TEk.

 ⅲ앙페르(1775~1836) - 앙페르의 법칙

 전자기학의 기초를 확립한 앙페르는 전류의 세기와 두 전류 도서간의 거리 및 인력과 반발력 사이의 관계를 수식으로 밝혔으며, 자기효과의 크기는 사용된 코일의 감긴 회수에 비례한다는 것을 알아냈다. 또한 서로 반대되는 두 자극은 코일의 열려진 양쪽 끝에 생긴다는 사실도 발견하는 등 전기와 자기의 관계를 명확히 밝혀 주었다. 앙페르의 위대한 업적을 기리기 위해 전류의 실용적 단위를 그의 이름을 따서 암페어(A)라고 이름 지어 부르고 있다.

 ⅳ게오르그 옴(1775~1836) - 옴의 법칙

 독일의 물리학자인 옴은 굵기나 길이가 다른 전선을 이용하여 실험한 결과 전류의 세기와 전선의 길이에는 반비례 관계가 있음을 알아내고 전선의 저항을 밝혀냈으며, 1827년에 전압, 전류, 저항과의 관계를 밝힌 '옴의 법칙'을 수립하였다. 저항의 단위를 그의 이름을 따서 옴(Ω)이라고 부르고 있다.

 

ⅴ조셉헨리(1791~1878) - 자체유도현상 발견

 전자유도현상의 또 다른 발견자인 헨리는 전자석을 감을 때 구리선에 피복을 입혀 여러 층 겹쳐 감음으로써 강력한 전자석을 만들었던 것으로 유명하다. 패러데이의 방법을 전혀 모른 채 전기를 자기로 바꾸었고, 자기를 다시 전기로 변환하는데 성공하였다. 헨리의 이름을 따서 인덕턴스의 단위를 헨리(H)라고 부르고 있다.

 ⅵ패러데이(1791~1867) - 전기유도현상을 이용한 발전기 발명

 1831년에 코일 근처로 자석을 움직였을 때 전류가 생기는 것을 발견하였으며 또한 코일에 가해진 전류를 단속 시켰을 때 인접한 다른 코일에 전류가 흐르는 것을 발견하였다. 이 발견으로부터 모든 현대식 발전소의 심장이라고 할 수 있는 발전기가 개발되었다. 유전체의 연구에 대한 그의 업적을 기려 전기 용량의 단위로 패럿(F)이 쓰이게 되었다.

 ⅶ렌츠(1804~1865) - 유도전류의 법칙

 러시아의 상트페테르부르크 대학 교수를 지내면서 전자기학을 연구하고 1834년 전자기 유도가 일어나는 방향에 대해 처음으로 자석을 코일에 가까이 하거나 멀리 할 때 코일에는 자석의 운동을 방해하려는 방향으로 유도 전류가 흐른다는 '렌츠의 법칙'을 발견하였다. 또 유도 기전력의 세기를 측정하여 그것이 회로를 만드는 도체의 종류와는 관계가 없다고 하는 실험을 하여 전기유도 연구를 개척했다.

 





♯참고 문헌

1.http://blog.naver.com/relisius?Redirect=Log&logNo=140018674190

2.http://blog.naver.com/digitallis?Redirect=Log&logNo=10004873852