직류(D.C.)와 교류(A.C.)는 어떻게 다를까? 직류는 전지의 두 극을 도선으로 연결할 때 흐르는 전류와 같이 항상 일정한 방향으로 흐르고 교류는 일정한 주기로 전압과 전류가 변한다는데, 대체 직류와 교류는 어떻게 생겼을까?
이번 여름은 무척이나 더웠지요?
몇 십년만에 찾아온 무더위라고들 합니다. 시중에는 선풍기가 바닥나고 얼음과자도 없어서 못 팔고 과도한 에어컨 사용으로 극심한 전력난을 겪기도 했지요. 다행히 우리 국민들 모두가 자제하는 분위기로 이 어려움을 슬기롭게 극복하는 지혜를 발휘해 그 덥던 여름이 한결 시원하기까지 했습니다.
이렇듯 한여름의 무더위를 식혀줄 수 있는 것도, 한겨울의 따뜻한 공간을 마련해 줄 수 있는 것도 모두 전기의 덕분입니다. 어디 그뿐인가요. 산업전선 병원 학교 가정 등 우리 생활 그 어느 곳에서도 전기의 역할은 더 이야기 할 필요가 없을 정도로 지대한 영향력을 갖고 있습니다.
전류는 크게 직류전류(D.C.-direct current)와 교류전류(A.C.-alternating current)로 구분됩니다. 직류는 전지의 두 극을 도선으로 연결할 때 흐르는 전류와 같이 항상 일정한 방향으로 흐릅니다. 건전지는 직류입니다. 교류는 일정한 주기로 전압과 전류가 변하는데, 우리 생활에 공급되는 모든 전류는 교류라고 할 수 있습니다.
균일한 자기장 속에서 코일을 회전시키면 코일 내부를 관통하는 자속이 변하므로 유도 기전력이 발생합니다. 이때 코일의 두 단자에 저항이 들어 있는 회로를 연결하면 이 회로에는 주기적으로 방향이 변하는 교류가 흐르게 됩니다.
이렇게 우리는 교류 전기다, 직류 전기다 하는 말들은 많이 들었지만 전류가 흐르는 것을 본 적은 거의 없을 것입니다. 이제부터 교류와 직류가 흐르는 모습을 한 눈에 볼 수 있도록 실험해 봅시다.
준비물 : 직류전원장치(어댑터·6-12V), 요오드화칼륨, 흰 종이, 전선
실험방법
① 직류전원장치의 선 끝 부분을 잘라 두 가닥의 선을 갈라내고 피복을 벗긴다(한 선은 +극, 다른 한 선은 -극이 된다. 사진2).
② 직류전원장치의 뚜껑을 열고 1백V나 2백20V의 전류가 6V나 12V의 교류로 전환돼 나오는 선을 찾아 전선을 연결한다. 이것이 6-12V의 교류전원이 된다(사진3).
③ 흰 종이에 요오드화칼륨 용액을 가볍게 적신다.
④ 직류전원장치에서 뽑은 두 선 중에서 -극은 요오드화칼륨 용액이 묻은 종이에 대고 +극으로 선을 긋는다.
⑤ 6-12V의 교류전기의 선을 요오드화칼륨 용액이 묻은 종이에 대고 두 선을 나란히 해서 긋는다(사진4).
직류는 실선, 교류는 점선으로 나타나
어떻습니까? 보라색 선이 실선 또는 점선으로 나타나죠. 이는 요오드화 칼륨이 분해에 의해 종이에 들어 있는 녹말 성분과 반응해 보라색으로 나타나기 때문입니다.
직류 전원 +에서는 실선으로 나타나고 -에서는 선이 나타나지 않습니다. 그러나 교류전원에서 점으로 나타난 부분은 양극, 선이 나타나지 않는 부분은 음극입니다. 교류전원에서는 한 순간에 양극과 음극이 수십번 반복해 교차함을 볼 수 있는데, 이는 양극과 음극이 1초에 수십번 바뀌면서 흐르기 때문입니다.
이 실험에서 직류전원장치를 사용하지 않고 9V 건전지를 이용해 직류 전기의 흐름을 알아볼 수도 있습니다. 일반 가정의 1백V나 2백20V의 전류로도 교류 전기의 흐름을 알아볼 수 있으나, 이 방법은 매우 위험하기 때문에 직류전원장치를 이용해 12V 이하의 교류 전원을 사용해야 합니다.
