모양부터 효율까지, 전구의 이모저모를 알아보자

인류의 생활에 가장 큰 영향을 끼친 발명품은 무엇일까요? 누군가는 식량 문제를 해결하는 데 기여한 냉장고를, 또 누군가는 여성의 사회 진출을 도운 세탁기를 꼽을 것 같습니다. 그렇지만 유스로거는 전구야말로 우리 생활에 혁신을 가져온 위대한 발명품이 아닐까 싶은데요. 만약 전구가 발명되지 않았다면 우리는 아직도 하루의 절반을 어둠 속에서 보내야만 했을지도 모릅니다.

전구의 발명 이후 인간의 노동 시간은 획기적으로 늘어났습니다. 전구 없이는 지금의 문명도 없다고 할 수 있는데요. 오늘은 우리 생활에 혁신을 가져온 위대한 발명품, 전구에 대해 알아보겠습니다.

전구 비하인드 스토리, 114살 전구가 있다?!

1. 세계 최초의 전구

최초로 전구를 발명한 사람은 누구일까요? 많은 분이 토머스 에디슨을 떠올리실 텐데요. 그 주인공은 바로 영국의 화학자 ‘험프리 데이비’입니다. 그는 아크 방전을 이용해 최초의 전구인 ‘데이비 램프’를 발명했습니다. 데이비 램프는 촛불 4,000개에 해당하는 엄청난 밝기 때문에 가정용으로 사용되지 못하고 등대, 역사, 공장에서만 제한적으로 사용되었다고 하네요.

이후 수십 년간 전구의 개선 작업이 이루어지다가 토머스 에디슨이 수명도 길고 밝기도 적당한 백열전구를 만들어 본격적인 상업화에 성공하게 됩니다. 곧 토머스 에디슨은 ‘세계 최초의 백열전구’를 발명한 셈이죠.

2. 세계에서 가장 오래된 전구

세계에서 가장 오랫동안 사용된 전구는 미국 캘리포니아주 리버모어-플레젠튼 소방서에 있는 전구입니다. 이른바 ‘센테니얼 라이트(Centennial Light)’라 불리는 백열전구인데요. 2015년 6월 기준으로 1백만 시간(114년) 사용되었다고 합니다.

전구의 수명을 위해 4W 정도의 낮은 전압을 유지하고 있으며, 소방서가 이사할 때는 경찰차와 소방차의 호위를 받으며 운반되었습니다. 현재 리버모어-플레젠튼 소방국과 리버모어 문화유산 협회는 위원회를 만들어 이 전구를 관리 중이라고 하네요.

전구의 특징에 대해 알아보자

전구라고 하면 흔히 백열전구를 떠올리기 마련입니다. 하지만 전구는 백열전구 외에도 무척 많은 종류가 있는데요. 전구의 종류와 그에 따른 특징을 정리해 보았습니다.

1. 백열전구

백열전구는 1879년에 토머스 에디슨에 의해 발명된 이후로 현재까지 널리 사용되는 전구입니다. 백열전구의 핵심부품은 필라멘트인데요. 전류를 흘려보내면 빛과 열을 내는 역할을 합니다. 초기에는 대나무가 사용되었지만, 현재는 금속원소 중 녹는점이 가장 높은 텅스텐(Tungsten)이 쓰이고 있습니다.

백열전구의 구조는 유리구 내부에 텅스텐이 있고, 질소나 아르곤 가스가 채워져 있는 형태입니다. 질소나 아르곤 가스가 쓰이는 이유는 두 기체 모두 반응성이 낮아 유리구 내부를 안정한 상태로 유지할 수 있기 때문입니다.

사용되는 전력의 약 10%만을 빛으로 전환하는 것은 백열전구의 단점입니다. 또한, 수명도 약 1,000시간으로 다른 전구에 비해 짧은데요. 실제로 2013년 산업통상자원부에서는 백열전구의 생산 및 수입을 전면 금지하였습니다. 하지만 특유의 빛이 아늑한 분위기를 연출하기 때문에 백열전구의 퇴출을 아쉬워하는 목소리도 컸다고 하네요.

2. 형광등 

형광등의 외부는 형광 물질이 발라진 유리로 이뤄져 있습니다. 내부에는 아르곤 가스와 수은 증기를 넣는데요. 실제로 형광등을 깨보면 하얀 기체가 피어오르는 것을 확인할 수 있습니다. 물론 수은은 인체에 해로운 물질이니 절대 시도하지 마세요!

작동 원리는 다음과 같습니다. 형광등 내부의 양극에 방전이 일어나면 수은 분자들이 충돌하는데요. 이 과정에서 자외선이 방출됩니다. 방출된 자외선이 내벽의 형광 물질과 만나면 실제 우리 눈에 보이는 가시광선이 되며, 형광 물질의 종류에 따라 다양한 색의 빛을 만들 수 있습니다.

형광등은 백열전구와 비교하면 소비전력이 1/3 수준입니다. 또한, 열이 거의 발생하지 않고 수명 역시 백열전구보다 약 5배 길다는 장점이 있습니다. 물론 단점도 있습니다. 켜고 끄는 과정이 반복될 경우 수명이 짧아질 수 있고, 온도가 지나치게 높거나 낮은 환경에서는 제대로 작동되지 않을 수 있습니다.

3. 삼파장전구

삼파장전구는 낮은 전력으로도 밝은 빛을 낼 수 있는 전구입니다. 빛의 삼원색인 적, 녹, 청 3가지 빛을 혼합해 빛을 내는데요. 사무실이나 가정에서 흔히 볼 수 있지만, 작동 과정에서 고주파를 사용하기 때문에 많은 전자파가 방출된다는 단점이 있습니다. 이로인해 인체와 직접 닿거나 오랜 시간 영향을 끼치는 조명으로는 사용되지 않습니다.

4. LED전구

LED전구는 전력 소비량이 적고 색 표현력이 좋아 인테리어 용도로 자주 쓰입니다. 최근에는 가정에서도 LED전구를 많이 사용하고 있는데요. 초기 구매 비용은 일반 형광등보다 비싸지만, 4배 이상 긴 수명과 절반에 가까운 전력 소비량을 가지고 있어 유지비용은 많이 줄어든다고 합니다. 그렇기 때문에 기존 백열등과 삼파장전구가 차지하고 있던 분야를 LED전구가 대체해가고 있는데요. 전류의 흐름을 바로 빛으로 변환시키기 때문에 앞으로도 발전 가능성이 큰 전구이며, 유해 물질을 방출하지 않아 환경에도 이롭고 탄소배출량도 줄여주는 친환경적 전구입니다.

5. 할로겐전구

할로겐 전구는 전구 안에 할로겐램프를 넣은 형태로, 다른 전구보다 작고 가벼운 것이 특징입니다. 높은 색온도를 갖고 있어 안정을 주는 은은한 조명을 연출할 수 있습니다. 덕분에 무대 조명, 미술관 등의 스포트라이트용 광원으로 많이 쓰이며, 조명 디자인 단골 소재로 이용된다고 합니다.

전구에 대한 다양한 정보, 재미있게 보셨나요? 우리가 무심코 사용하는 전구에는 이처럼 많은 이야기가 얽혀 있는데요. 전구가 빛을 내는 것을 당연하다고 생각하지 말고, 내 주변에 있는 전구는 어떤 종류이며 어떤 방식으로 작동하는지 알아보는 것도 좋을 것 같습니다.