일렉

전하는 전기가 항상 갖고 있는 특유의 성질이며 이것이 바로 전기의 근원이자 자체입니다. 17세기부터18세기에 걸쳐서 전기의 연구가 유럽을 중심으로 시작된 시기에 전하는 정전기의 형태로 알려지고 있었습니다.학교에서 에보나이트 막대를 모피에 마찰하여 정전기를 일으키는 실험을 한 기억이 있을 것이다.정전기는 일상 생활 속에서 체험하는 기회가 다음과 같이 많을 것입니다. 건조한 겨울에 자동차의 문에 손을 대면 짜릿하게 오는 전기적인 쇼크 그리고 몸에 달라붙는 옷 열름에 흔한 천둥 모두가 정전기에 의해 일어나는 현상입니다. 이 정전기란 오늘날에는 전자가 물통의 물과 같이 괴어 있는 상태라 할수있습니다. 전류는 전자의 흐름이라고 말하나 실제로는 전자의 흘름에 의해 전자의 변신인 전하가 이동함으로써 일어나는현상이라고 하는 것이 타당합니다.전자가 괴어 있느냐 움직이느냐로 정정기현상 전류현이이 일어난다고 할수있습니다. 전류가 흐른다는 원은 전자가 갖는 전하입니다. 그런데 전하에는 정전하, 부전하의 2종류가 있습니다. 부의 전하는 전자가 갖는 전하이나 정의 전하란 전자1개가 튀어 나가서 껍질이 된 원자가 갖는 전하입니다.원자는 부전하를 가진 복수의 전자와 전자의 수에 해당하는 정의 전하를 가진 원자핵으로 구성되어 있으며 일반적으로 양쪽의 전하가 같기때문에 플러스와 마이너스가 상쇄되어 외부에서 보면 전하는 나타나지 않습니다. 그러나 전자1개가 튀어나가면 원자의 전하 밸런스가 깨져 원자는 정의 전하 상태로 됩니다.이것이 정잔하의 발생 원인이며 일반적으로는 일일이 원자의 구조까지 생각하지 않고 정의 전하 부의 전하로 취급할수있습니다. 재미있는 것은 정과 부의 2종류의 전하 사이에는 전기력이라는 독특한 힘이 작용합니다. 종류가 다른 전하사이에서는 인력이 작용하고 같은 종류의 전하사이에서는 반발력(서로 멀리하는 힘)이 작용합니다.서로 끌어당기는 다른 종류의 전하가 접근하여 합치면 플러스와 마이너스가 제로가 되어 전하는 없어집니다. 시상황을 원자와 전자의 관계에서 생각해보면 정전하란 전자 1개가 부족한 원자의 상태이므로 그 곳에 부전하가 들어가서 완전한 원자로 된 상태를 의미합니다.전자는 어디에나 있는 입자입니다. 전자라하면 무슨 특별한 것으로 생각하는 경향이 있으나 실은 어디에나 있는것입니다.예를들면 사람의 주위에 있는 모든 물건 즉 정원의 나무,벽,바닥,책상,그리고 사람의 체내에도 전자는 함유하고 있습니다. 그러므로 모든 물질은 전자가 없이 성립되지 않는 중요한 요소입니다. 지구상 뿐만 아니라 우주의 모든 물질은 대충100종류의 원자의 결합으로 구성되어 있습니다. 그런데 이100종류의 원자 내부를 조사해 보면 탄소원자의 예와 같이 원자핵과 그 주위에 있는 전자로 구성되어 있습니다. 원자의 종류,성질 등은 원자핵과 그 주위에 있는 전자의 수로 결정된다고 생각하고 있습니다. 전하에서 설명한 원자가 갖는 플러스전하는 실은 원자핵이 갖고있어 주위에서 운동하고 있는 전자를 끌어옵니다. 사람의 몸은 세포로 구성되어있습니다. 그 세포나 혈액을 더 세분하면 탄소와 수소,산소등의 원자의 결합이라는 것을 알고 있ㅅ브니다. 전기의 근원인 전자는 어디에나 있는 입자라는 의미를 이해할수있을것입니다.

전열기에 전류가 흐르면 열이 발새한다는건 누구나 잘 알고 있을것입니다.전류가 흘러서 전기 에너지가 소비되면 그 에너지는 모두 열로 바뀝니다. 이것을 연구하여 법칙을 발견한 사람이 영국의 물리학자 줄입니다.줄의 법칙은 도체에 전류가 흐를 때 흐르는 전기의 강도의 2제곱에 비례하고 도체의 저항에 비례하는 열이 그 도체에 발생합니다라는 법칙을 말합니다. 1옴의 저항의 도체에 1A의 전류를 흐르게하면 1초 사이에 0.24칼로리의 열을 발생시킵니다. 따라서 1줄은 0.24칼로리이고 1칼로리는 약 4.2줄입니다. 1칼로리의 열량은 15도씨의 물 1그램의 온도를 1도씨올리는 데에 필요한 열량입니다. 그리고 도체에 열이나면 저항이 커질까요 작아지는것일까요 이를테면 100W 전구의 필라멘트 저항을 테스터로 측정하여 보면 약 6~7옴정도입니다. 100W 전구에는 1A의 전류가 흐르므로 옴의 법칙에 의하면 100옴저항이 아니면 안됩니다. 이와같이 되는 이유라면 필라멘트의 재료인 텅스텐 저항은 온도가 올라가면 저항이 증가하는 성질을 가지고 있습니다. 따라서 테스터가 작은 전류로 측정하였을때는 이미 식어 있어서 7옴이라는 작은 값이 됩니다. 그런데 100v의 전압을 가하면 발열 작용에 따라서 필라멘트의 온도가 점점 상승하고 저항이 커져서 100옴으로됩니다. 이와 같이 온도 상승과 저항값이 비례하는것을 정특성이라고 합니다. 서미스터 등 반도체는 반대로 온도가 상승하면 저항값이 내려가는데 이것을 부특성이라고 합니다.일반적으로 저항기는 대부분 정특성입니다.이번엔 콘덴서 관련 이야기를 하겠습니다. 우리들이 평소 많이 사용하고 있는 전기는 항상 전하가 이동하고 있는 동전기입니다. 이 동전기는 끊임없이 발전기로 발전시키고 있으며 여러 가지 부하로 소비되고 있습니다. 예전부터 전기 에너지는 수송하는데는 매우 편리하지만 저장할수없는 불편한 에너지라고 알려져있습니다.질문의 전기가 동전기를 가리킨다면 저장할수 없다가 정답입니다. 그러면 저장할 수 있는 전기란 어떤 전기일까요? 그것은 정전기 입니다. 겨울이 되면 입은 옷을 벗을때 빠지직 거리는 소리를 들을 수 있을것입니다. 또한 어느 물건끼리 서로 비비게 되면 마찰 전기가 생깁니다. 예컨대 유리와 헝겊을 문질렀을 때 유리는 플러스로 대전한다라고 하며  헝겊은 마이너스로 대전합니다. 이현상은 유리 원자의 바깥쪽 전자가 마찰에 의해서 비단 헝겊의 원자쪽으로 이동하였기 때문입니다. 이와 같이 원자가 부족하거나 남거나 하는 현상을 대전이라고 합니다. 대전한 물질이 가지고 있는 전기의 양을 전하라고 합니다. 이것이 정전기가 생기는 이유입니다. 이 정전기는 전하가 작으므로 번쩍하고 순간적으로 중성이 되어 없어져 버리는데 콘덴서는 이 정전기를 저장할 수 있는 부품인것입니다. 마찰하면 왜 전기가 일어나는것을까?물질의 가장 근본이 되는 것은 원자로서 누구나 잘 알고 있을 수 있습니다. 그 원자 구조에 차이가 있으므로 여러가지 물질이 존재하는 것입니다.수소원자는 핵1개와 전자1개로 이루어진 아주 간단한 구조입니다. 그리고 원자핵의 전하(+)와 전자의 전하(-)가 같고 균형이 잡혀있습니다.이와같은 상태를 중성이라고 하며 전기적인 성질은 나타나지 않습니다. 나트륨과 염소의 원자 전자의 수는11과17로 다르지만 각각의 원자핵의 전하와 전자 모두의 전하가 서로 균형을 이루고 있습니다. 그러나 나트륨이 바깥쪽 궤돌ㄹ 돌고 있는 전자는 1개이고 염소의 경우는 7개입니다. 바깥쪽의 전자가8개가 되어야 가장 안정되므로 염소의 원자는 바깥에서 원자를 1개 받는 것이 더 쉬운 사태에 있다고 할수있습니다. 그러나 나트륨쪽은 바깥에서 7개를 받는 것이 아니라 1개를 바깥으로 방출하므로써 안정되기 쉬운 상태가 됩니다. 어떤 원인으로 염소 원자가 바깥에서 전자를 받았다고 하면 바깥쪽 궤도는 8개가 되어 안정되지만 전자 1개 만큼 불균영으로 되어 버립니다. 이처럼 마이너스의 전자를 받아서 불균형으로 되는 상태를 마이너스로 대전 하였다든가 마이너스 이온으로 되었다고 합니다. 반대도 나트륨의 원자가 전자 1개를 잃어버린 상태와 같은 경우를 플러스로 대전 하였다든가 플러스 이온으로 되었다고 합니다. 마찰을 시키면 전자의 이동이 쉬워지고 앞에서 설명하였듯이 물건을 서로 문지르면 바깥쪽 궤도의 전자의 수가 달라지므로 플러스와 마이너스로 대전하므로 전기가 생긴다고 말할수있습니다.