실험으로 함께하는  발명놀이

                                                         강성기 지음 / 도서출판 바른사


제 3 장   자석을 이용한 발명놀이 

 


▶  외르스테드의 역사적인 발견

  자석에는 우리가 흔히 실험용으로 사용하는 영구 자석과 전류가 흐를 때만 자석의 성질을 갖는 전자석 같은 일시 자석이 있습니다. 실제로는 우리 생활에 이용되는 자석은 영구자석보다 일시 자석인 전자석이 더 많이 이용되고 있습니다.

  전자들은 언제나 하나의 흐름 속에서 움직이게 되는데 그 흐름을 '전류'라고 합니다. 이러한 전자들이 흐를 때 그 둘레에는 자동적으로 자기장이 형성됩니다. 우리가 흔히 사용하는 전자 제품들은 이러한 전자들의 흐름에 의한 전류와 자기장의 원리를 이용한 것들입니다.

  '한스 크리스찬 외르스테드'는 덴마크의 물리학자이며 화학자로 전자기학의 선구자이며 전류와 자기장 간의 관계를 발견하였답니다.

필요한 것은

건전지, 스위치, 집게 전선

어떻게 할까요

1. 건전지에 집게 전선과 스위치를 연결한다.

2. '표면 장력을 이용하여 물 위에 뜬 바늘 나침반'의 놀이를 참고하여 동일한 방법으로 바늘을 물 위에 띄운다(작은 스티로폼 위에 바늘 자석을 띄워 활용하여도 무방함).

3. 물 위에 뜬 바늘의 방향과 평행이 되게 올려놓고 스위치를 닫았다 열었다 하면서 바늘의 움직임을 관찰해 보자

생각해 볼까요?

전류가 흐르는 전선을 나침반 가까이 가져가면 나침반 바늘이 움직입니다. 마찬가지로 전류가 흐르는 전선을 물위에 뜬 바늘 자석 가까이 가져가면 바늘이 움직입니다. 전지의 극을 달리하여 전류의 흐르는 방향을 바꾸어 주면 나침반 바늘은 반대로 움직입니다. 스위치를 켰다 껐다 함으로써 바늘 자석 나침반이 원을 그리면서 빙글빙글 회전을 하게 됩니다. 이는 전선에 전류가 흐르면, 전선을 통해 움직이는 전자들이 하나의 일시적인 자석, 즉 전자석을 만들기 때문입니다.

이러한 바늘이 회전하는 원리에 의해 헤어드라이어나 선풍기, 냉장고 등을 포함한 모든 전동기를 움직이게 하는 것입니다.

1819년 덴마크의 물리학자이며 코펜하겐 대학의 교수였던 '외르스테드'는 학생들에게, 전선에 전류가 흐르면 따뜻해진다는 실험을 보여 주던 중 그 주위에 있던 나침반의 바늘이 움직이는 것을 발견하게 되었습니다.

이것을 계기로 전동기가 만들어지게 되어 현대의 과학기술은 비약적으로 발전하게 되었던 것입니다.