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밥도 해주고 TV도 보게 해 주는 전기. 우리손으로 직접 전기를 만들어보자. 번개 칠 때 나무밑이 위험한 이유도 생각해보자.

전기를 만드는 방법은 여러가지.

이탈리아의 해부학자 갈바니는 철판 위에서 개구리 해부실험을 하다 청동해부침을 꽂은 개구리의 다리 근육이 경련을 일으키는 것을 보고일명 '동물전기'를 발견했다. 볼타식 염수에 아연판과 구리판을 담가 전기를 얻게 됐고 이를 볼타전지라 했다. 우리도 가정에서 과일에다 아연판과 구리판을 꽂아서 적은 양이나마 과일 전지를 만들 수 있다.

전기를 만드는 장치를 발전기라 한다. 발전기의 동력을 얻는 방법이 무엇이냐에 따라수력 화력 원자력 발전기로 나뉜다. 물레방아를 이용해 수력발전기를 만들고 꼬마전구에 불을 켜보도록 하자.

전류가 흐르는 도선 주위에는 자기장이 생긴다. 수백회 감겨진 코일 주위에서 자석을 움직여 주면 코일에 전류가 흐르게 된다. 자석을 회전시킬 수 있는 동력을 떨어지는 물로 이용하면 수력발전이고, 석탄 천연가스 등 화석연료를 사용해 증기를 만들고 이 증기압으로 자석을 움직이는 것이 화력발전이다. 원자력발전은 우라늄 등의 핵연료를 사용해 증기를 만들어낸다. 증기가 터빈을 돌리고 이로 인해 자기장의 변화가 일어나 전류가 만들어지는 것을 전자기유도라 한다.

준비물

0.5mm코일, 막대자석4개, 나무젓가락, 발광다이오드, 고무밴드

보너스 실험
 

야외로 놀러가거나 소풍을 갔을 때 천둥 번개가 치고 소나기를 만나는 경우가 있다. 번개가 칠 때 사람들은 무섭고 두려운 생각에 커다란 나무밑으로 숨게된다. 나무밑으로 피하는 것이 안전할까? 번개는 구름의 아래쪽에 있던 많은 양의 전자들이 지면으로 이동하면서 불꽃이 튀는 현상이다. 순간에 이동하는 전자의, 양이 많기 때문에 엄청난 소리와 함께 불꽃이 튀는 것이다.

번개로 인해 전자가 차로 이동하면 전하의 재분포가 이뤄진다. 즉 금속 내부는 양전하와 음전하가 균형을 이뤄 전기장이 0이 되고, 나머지 전자들은 척력에 의해 금속 표면으로 이동한다. 따라서 전자가 이동하더라도 금속의 내부 전기장은 0이 되므로 안전하다. 그러나 나무 밑의 경우에는 전자가 나무와 땅으로 이동하면서 사람에게 전달되므로 안전하지 못하다.