마찰 전기

안녕하세요.

제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있는 달빛과학 입니다.

위 그림은 유리막대(glass rod)에 종이조각(scraps of paper)이 붙는 실험을 나타냈습니다.

자석도 아닌 두 물체가 어떻게 서로를 끌어당긴 걸까요?

이 현상을 이해하기 위해서 '전기 단원의 기초' 자료를 복습하셔야 합니다.  

● 전기 단원 기초다지기

이번 시간에는 정전기의 한 종류인 마찰 전기에 대해서 알아보겠습니다.

*** 마찰 전기

■ 마찰 전기 [frictional electricity , 摩擦電氣]

- 서로 다른 두 물체가 마찰하여 띠는 전기

- 흐르지 않고 물체에 머물러 있기 때문에 정전기의 한 종류

▶ 마찰 전기에 의한 여러가지 현상

- 건조한 겨울 니트를 벗을 때 '따다닥'소리가 난다.

- 머리를 빗을 때 머리카락이 플라스틱 자에 붙는다.

- 비닐 랩이 그릇에 달라붙는다.

■ 마찰 전기가 일어나는 이유

기초 다지기에서 물질의 기본 입자인 원자의 구조에 대해서 알아봤었죠?

원자는 (+)전하를 띤 원자핵의 양성자와 (-)전하를 띤 전자의 개수가 같아 전기적으로 중성입니다.

그런데 서로 다른 두 물체를 마찰시키면 한 물체에서 다른 물체로 전자가 이동하게 됩니다.

▶ 전자를 얻은 물체

(-)전하의 양 〉 (+)전하의 양 → (-)전하를 띠게 됨

▶ 전자를 잃은 물체

(-)전하의 양 〈 (+)전하의 양 → (+)전하를 띠게 됨

이렇게 다른 전하를 띠게 되는 두 물체는 서로 끌어당기는 힘을 가집니다.

플라스틱 머리 빗에 머리카락이 달라붙는 이유죠.

*** 대전과 대전열

■ 대전 [electrification , 帶電]

- 한자 뜻 풀이: 띠를 두르다(꾸미다) 帶, 전기 電

- 물체가 전기를 띠는 현상

'대전'이라는 단어는 어려운 단어가 아닙니다.

위에서 든 예로, 플라스틱 자와 머리카락을 마찰시켜 서로 끌어당기는 전기력이 생기면

두 물체가 '대전 됐다'라고 하면 됩니다.

이렇게 대전된 물체를 대전체(帶電體)라고 합니다.

■ 대전열 [帶電列]

대전열이란 물체를 마찰시킬 때 '전자를 잃기 쉬운 순서대로' 나열한 것입니다.

그래서 대전에 나열할 열(列)을 붙여서 부르죠.

전자를 잃기 쉬운 순서니까 (+)전하로 대전되기 쉬운 물질부터 나열합니다.

중학교 과정에서 암기해야 하는 대전열은 다음과 같아요. 꼭 외우시길!

(+) 털가죽 - 유리 - 명주 - 나무 - 고무 - 플라스틱 (-)

▶ 대전열 이해하기

대전열에서 대전되는 현상을 이해하는 것도 어렵지 않습니다.

예를 몇개 들어볼께요.

ex) 털가죽 - 유리

털가죽이 전자를 잃어 (+)전하가 되고, 유리는 전자를 얻어 (-)전하를 띠게 됩니다.

ex) 유리 - 명주

이번에는 명주보다 유리가 전자를 잃기 쉽기 때문에

유리가 전자를 잃어 (+)전하가 되고, 명주는 전자를 얻어 (-)전하를 띠게 됩니다.

★ 같은 유리라도 마찰하는 물질의 종류에 따라서 대전되는 전하의 종류가 달라집니다. 

또한 대전열에서 멀리 있는 물체를 마찰할 수록 대전이 더욱 잘 일어납니다.

예를 들어 털가죽과 유리를 마찰시키는 것 보다, 털가죽과 플라스틱을 마찰하면 전기력이 더 강하고 쉽게 생기죠.

교과서나 참고서에 나오는 대전열 기본 문제를 몇 개 풀어보시면 금방 이해하실 수 있을거에요.

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