전기의 발견과 발전 과정

전기는 현대 사회에서 없어서는 안될 존재이다, 전기가 어느순간 사용을 못하게 된다면 인류는 과거로 퇴보를 자연스럽게 퇴보를 할수밖에 없을것이다.

그만큼 전기란게 쉽게 접하고, 손쉽게 누구나 사용을 할 수있게된 과정은 수세기를 많은 과학자들과 관련 사람들의 노력으로 혜택을 받고 있게 되었다,

전기는 눈에 보이지 않으나, 지구상에는 먼 옛날부터 이미 존재 해 있었고, 수 많은 시간과 인류의 문명이 조금씩 진보를 하면서 근대(17세기경)에 와서 전기의 존재를 조금씩 조금씩 발견을 하면서 현제까지 수많은 발전을 하면서 왔고,,  이를  토대로 어딘가에서는 좀더 효율적인 전기 사용을 위한 연구들을 계속 하고 있다.

 

전기의 발견및 발전과정 일부                                                                         

정전기는 전기의 일부분이다

우리 주의에 있는 정전기 역시 눈에 보이지는 않으나, 다른 매개체(인체,옷,플라스틱....)들을 통해 정전기가 있음을 보여 주고 있다,  과거에는 정전기현상이 발생해도 몰랐으나, 기원전 600년경 그리스의 탈레스라는 철학자가 ,호박이라는 보석을 모피로 닦은후 깃털이나 비슷한류의 것들을 끌어당기는 현상을 발견했고 이 현상이 자석과 비슷한 자성의 성질이라고 여겼고,

1600년, 윌리엄 길버트(영국 의사이자 물리학자)는 검진기(versorium) 정전기  실험도구를 직접 만들어서 , 마찰을 통해 정전기들이 발생하는것과 그렇지 않은것들 구분하는데 성공을 해서 오늘날 쓰고있는 대전열표를 나오게 되었다.

정전기 대전열표

 

,길버트는 또한 자석에 대해서 많은 연구를 해서 나침반이 북쪽을 가리키는 원인을 찾다보니 지구 자체가 아주 거대한 자석이라는것을  발견을 했고, 철성분이 자석에 의해 N극 S극으로 자화되어 자석이 되었다가, 자석을 제거 하면 철성분의 자화가 없어져 다시 일반 철로 바뀌는것도 알게 되었고, 자석에 열을 가하면 자성이 약해지거나 없어진다는것을 실험을 통해 증명을 했다 

평소 철의 원자자석 배열

평소의 철의 원자자석배열 상태는 일정하지 않아서 자력이 없으나, 자석을 갖다대면 아래와 같이 일정하게 배열이 되어 N극, S극 형태로 자화가 되어 자석이 되고, 자석을 멀리하면 다시 원자자석의 배열이 흐트러져 일반 철로 된다.

철의 자화 모습

 

정전기 관련해서, 1733년 프랑수아 뒤페이(프랑스 화학자)는 정전기로 대전된 2개는 서로 땡기거나 밀어내는 2가지의 전기적 성질이 있다고 생각을 했고 ,

1745년 클라이스트(독일이 목사)와 뮈스헨부르크(네덜란드의 과학자)가 라이덴병(네덜란드 라이덴 대학에서 발명을 해서 라이덴병)을 발명하여 유리를 사이에 안,밖으로 금속판을 둘른형태이고, 정전기를 대전된 물체를 유리병위에 있는 금속막대에 갖다대면 금속박 표면에 전하가 충전된다는 것을 밝혔고, 이것이 현재 전자부품중 하나인 콘덴서의 시초이다 > 전하를 충전하면 다시 꺼내어 쓸수 있다는것도 알게 되어 이후  전기실험실에서 전원을 사용을 하기 시작했다.

라이덴병 실험 

위의 라이덴병은 전기를 축적할수 있다는게 매우 큰 발견이었다,

라이덴병 구조

 이 라이덴병은 병 안쪽에 축적되는 전압을 3만 5천 볼트까 가능했었고,  병 안에서 위쪽으로 연결된 금속 막대가 접지된 도체와 닿는 순간 방전현상을 볼수도 있어 , 전기를 눈으로 볼수 있는 현상으로도 인식하게 되었고, 

이를 계기로 18세기 후반무렵에는 라이덴병으로 많은 실험들을 통해 전기연구가 활발히 시작하게 되었다

벤저민 프랭클린(미국 정치가및 물리학자)은 라이덴병으로 전기방전 현상을 실험을 하면서, 전기가 한쪽에서 방전이 되면서 , 방전된 전기가  중화 되어없어지게 되는것을 알아내면서, 전기는 한 종류의 전기유체로 구성되어 있다고  했다

이 전기유체 개념이 전기의 실체인 전자와 같은 개념이다

프랭클린은 번개가 치는 폭풍우날에 연을 띄워서, 연줄 끝에 라이덴병을 연결해서 번개의 낙뢰를 라이덴병에  전기가 저장되는것을 확인 후, 번개도 전기의 방전이라는것을 증명했다. 이 실험은 너무  위험 했었고 실제로 실험도중 사망자도 나왔다고 한다.

번개도 2가지 극성(+,-) 이 있다는것도 알게 되었고, 프랭클린의 전기유체 개념과 번개실험 결과로 인해 전기 연구에 대해 매우 큰 영향을 주게 되었다.