생활 속 대표에너지, ‘전기’에 관한 재미있는 상식들!

 

만약 우리 생활에 전기가 없다면 어떻게 될까요? 전기는 일상생활은 물론이고 사회 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있는데요. 이런 전기가 없다면 아마 우리가 하고 있는 대부분의 활동을 중지하게 되지 않을까 싶습니다.

 

그런데 우리 생활에 없어서는 안 될 소중한 에너지 자원인 전기에 대해서 어디까지 알고 계신가요? 이번 포스팅에서는 여러분께서 전기에 대해 가까이 다가갈 수 있도록 전기에 관련된 여러 가지 재미있는 이야기와 상식을 들려드리겠습니다.

 

전기를 만드는 동물, 그리고 미생물이 만들어내는 녹색전기

 

 

전기뱀장어나 가오리, 메기와 같은 동물들이 전기를 만든다는 사실은 잘 알려졌는데요. 이들은 주로 적으로부터 자신을 보호하거나 공격하기 위해 전기를 사용한다고 합니다. 그러나 이들이 만든 전기는 순간적으로 방전되는 것으로 저장할 수가 없어 우리의 실생활에 사용하기에는 무리가 있다고 합니다.

 

이런 점에서 본다면 전기에너지를 실생활에 사용하기 위해서는 순간적인 세기보다는 연속적인 생산이 매우 중요하다는 것을 알 수 있습니다.

 

 

그렇다면 생물을 이용한 전기에너지 생산은 불가능한 일일까요? 미국우주항공국(NASA)에서는 미생물을 이용해 우주선 내의 폐수를 처리하기 위한 연구를 시작했다고 하는데요. 그런데 이 연구를 통해 미생물의 호흡활동 결과 수소와 전자를 얻을 수 있고 이를 연속적으로 생산할 수 있다는 사실을 발견했다고 합니다.

 

 

미생물을 이용한 전기 생산량은 초기에는 아주 미약했지만 현재는 90배 이상 증가한 3.6와트까지 늘었다고 하는데요. 그래도 아직은 적은 양이고 연구 자체도 기초적이고 미미한 단계라고 합니다. 하지만 가능성은 충분한 만큼 연구가 계속 진행된다면 에너지자원의 각종 문제가 이슈가 되는 시대에 좋은 대안이 될 수 있을 거라 기대해볼 만합니다.

 

하늘로 올라가는 번개가 있다?

 

 

여러분은 번개의 원리에 대해서 알고 계신가요? 구름 안의 물방울이나 얼음 알갱이가 움직이는 과정에서 양전하(+)는 구름 위쪽으로 음전하(-)는 구름 아래쪽으로 나누어지게 되는데요. 구름 아래쪽에 음전하가 과다하게 쌓이면 전자들이 순간적으로 땅이나 다른 구름으로 이동하며 전기가 통하는데 이 현상이 바로 번개입니다.

 

일반적으로 번개는 구름에서 땅으로 즉 위에서 아래로 이동한다고 알고 있는데요. 그런데 반대로 땅에서 구름으로 올라가는 번개도 있다는 사실 알고 계셨나요?

 

 

번개가 칠 때 밑으로 내려온 음전하는 밑에 있는 양전하를 끌어올리게 됩니다. 이렇게 양전하와 음전하가 만나는 순간 구름과 땅 사이에는 강력한 전기가 흐르기 시작합니다. 이때 많은 양의 양전하가 위로 솟구치면서 밝은 불꽃을 일으키는데요. 이를 가리켜 양형번개라고 합니다.

 

양형 번개가 구름에 도달하는 시간은 10만분의 7초(0.00007초)라고 하니 정말 눈 깜짝할 사이에 일어나는 현상입니다. 참고로 우리가 일반적으로 보는 번개가 땅에 닿기까지는 0.02초가 걸린다고 합니다.

 

N극, S극만의 자석을 만들 수는 없을까?

 

 

우리는 자석의 빨간 쪽은 N극이고 파란 쪽은 S극이라고 알고 있습니다. 그런데 이 자석을 둘로 나누어 파란 쪽만 가지게 되면 N극만 있는 자석을 가질 수 있지 않을까요? 실제로 자석을 둘로 나눠보면 자석은 다시 한쪽은 N극 또 다른 한쪽은 S극을 가진 두 개의 자석이 되는 것을 볼 수 있는데요. 그 자석을 또다시 둘로 나누어보아도 다시 N극과 S극이 함께 있는 자석이 됩니다.

 

자석을 최대한 잘게 나눠 분자 상태로 만든다고 해도 N극과 S극은 계속 생기기 때문에 하나의 극을 가진 단일자석은 만들 수가 없다고 합니다. 하지만 전기는 이런 자석과 달리 양전하(+)와 음전하(-)를 각각 분리할 수 있다고 합니다.

 

번개가 치면 나무 밑이 안전하다? 자동차 안이 안전하다?

 

 

여러분은 번개가 칠 때 나무 아래에 있는 사람과 자동차 안에 있는 사람 중 누가 더 안전할 것 같나요? 대부분의 사람이 금속으로 만든 자동차보다는 나무가 안전할 것으로 생각하는데요. 사실은 그 반대라고 합니다. 땅바닥에서 뾰족하게 솟은 나무는 그 형태상 피뢰침처럼 번개를 끌어들이는 역할을 해서 나무 밑에 있으면 감전의 위험이 크다고 합니다.

 

그렇다면 자동차는 어떨까요? 자동차는 금속으로 만들어졌기 때문에 전하를 끌어들이는 건 맞습니다. 하지만 그 전하들이 자동차 표면에 골고루 퍼지게 되면서 오히려 자동차 안의 전기장은 0이 되어 안전하다고 합니다.

 

영원한 라이벌 테슬라와 에디슨, 그들의 전기 이야기

 

 

‘발명의 왕’이란 별명으로 유명한 에디슨은 우리에게 아주 친숙한 인물입니다. 에디슨은 천재라기보다는 하나의 발명을 위해 무수히 많은 시행착오를 거친 노력파에 가까웠다고 합니다. 반면 테슬라는 어렸을 때부터 여러 방면에서 천재성을 보인 인물이었다고 합니다. 이렇듯 너무도 다른 두 사람은 사람들에게 영원한 라이벌로 기억되고 있습니다.

 

 

두 사람은 전기의 발명 과정에서도 충돌했는데요. 직류발전소를 운영하던 에디슨에게 테슬라는 자신이 발견한 교류전기의 사용을 제안합니다. 당시 직류전기는 일반인이 사용하기 힘들 정도로 고비용이었던 데 비해 교류전기는 적은 비용으로도 고효율을 낼 수 있었습니다. 즉 교류전기는 전기의 대중화를 불러올 수 있었습니다. 하지만 이미 직류전기 분야에 많은 투자를 한 상태였던 에디슨은 교류로 전환하자는 테슬라의 제안을 거절하게 됩니다.

 

 

이 일로 인해 테슬라는 에디슨에게 실망하고 갈라서게 되는데요. 1887년 독자적으로 효율적이며 튼튼한 교류유도전동기 ‘테슬라 코일’을 세계 최초로 발명했습니다. 이후 나이아가라 발전소 건설에 참여하고 교류모터를 만드는 등 교류전기를 대중에게 보급하기 시작했습니다.

 

한편 에디슨이 교류전기는 사형수를 위한 전기의자에 적합하다고 하는 등 두 사람 사이에 이른바 전류전쟁이 벌어지게 되는데요. 하지만 현재는 변압이 용이하고 송전 과정에서 손실도 적은 교류전기가 널리 쓰이고 있습니다. 에디슨도 결국에는 테슬라의 교류전기의 우수성을 인정했다고 합니다.

 

 

에디슨은 전구 발명과 더불어 1,000여 종의 발명 특허를 등록함으로써 인류 역사에 커다란 혁신을 불러일으킨 과학자입니다. 테슬라 역시 1만여 종의 발명품을 만들어냈는데요. 하지만 그는 대중화를 위해 특허를 등록하지는 않았다고 합니다. 이렇듯 두 사람은 비슷한 시기에 전성기를 보내는 등 영원한 라이벌로 남게 됩니다.

 

 

지금까지 전기에 대한 재미있는 이야기와 간단한 상식을 알아보았는데요. 전기가 조금은 가깝게 느껴지시나요? 이러한 여러 이야기를 통해 에너지 상식을 더욱 풍부하게 알고 실생활에 적용까지 한다면 더욱 유용한 정보가 되지 않을까요?

 

우리의 일상생활 혹 여러 에너지 중에서도 특히 없어서는 안 될 생활 속 대표 에너지인 전기! 그런 만큼 더욱 유용하고 효율적이고 사용할 수 있어야 할 텐데요. 그러기 위해서는 무엇보다 에너지 절약이 가장 우선이라는 점 모두 알고 계시죠?^^