정전기 유도

안녕하세요.

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

여기 두 개의 휴대폰이 있습니다.

왼쪽 휴대폰은 예전 영화에서나 볼 수 있는 구형 휴대폰입니다.

오른쪽 휴대폰은 요즘 다들 사용하시는 스마트폰이구요.

두 휴대폰 모두 전화, 문자 등 휴대폰의 기본 기능은 같습니다.

하지만 터치스크린 기술의 발달로 물리적 버튼을 없에고 다양한 기능을 담을 수 있었죠.

우리가 사용하는 스마트폰의 터치 방식은 '정전식 터치(electrostatic touch)' 방식입니다.

이전 시간에 공부한 정전기를 이용한 방식인데요,

손가락 끝에 흐르는 정전기를 화면에서 인식해 반응하게 만든 겁니다.

정전기에 대해 아직 공부하지 않으셨다면 아래 포스팅을 클릭하여 복습하시길 바랍니다.

● 전기 단원 기초다지기

● 마찰 전기

그런데 어떤 원리로 터치스크린 화면의 전기 상태가 변하게 되는 걸까요?

이번 시간에는 이 원리에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

*** 정전기 유도

■ 정전기 유도 [electrostatic induction , 靜電氣誘導]

- 한자 뜻 풀이:  불러내다 유(誘),  이끌다 도(導)

'정전기 유도'는 전기를 띠지 않은 금속에 전기를 띠고 있는 대전체를 가까히 할 때 금속의 양 끝이 (+)전하, (-)전하로 되어 전기를 띠게 되는 현상을 말합니다.

▶ 대전 [electrification , 帶電]

- 한자 뜻 풀이: 띠를 두르다(꾸미다) 帶, 전기 電

- 물체가 전기를 띠는 현상

- 대전된 물체를 '대전체(帶電體)'라고 합니다.

■ 정전기 유도의 원리

금속 안에 있는 '전자'들이 움직여서 정전기 유도 현상이 일어납니다.

원자에 대해 공부한 내용을 떠올려 보세요.

양성자는 무거워서 움직이지 못하고 전자는 매우 가벼워 이동을 할 수 있다고 배웠지요.

물질 속에도 (+)전하를 가진 양성자는 움직이지 못하지만

(-)전하를 가진 전자는 자유롭게 움직이고 있답니다.

이런 전하를 '자유 전자(free electron)'이라고 합니다.

정전기 유도 현상을 그림을 통해 이해해 봅시다.

▶ 여기 대전되지 않은 금속이 있습니다.

양성자와 전자가 고르게 위치하고 있기 때문에 양쪽 모두 전기를 띠지 않고 있습니다.

▶ 이 금속 왼쪽으로 털가죽으로 문지른 플라스틱 막대를 가까이 가져가 봅니다.

플라스틱은 전자를 얻어 (-)전하로 대전이 되어 있겠지요.

플라스틱 막대를 '(-)대전체'로 표시했습니다.

금속에 있던 자유 전자는 (-)대전체로 부터 척력을 받아 금속의 오른쪽으로 이동하게 됩니다.

▶ 자유 전자들이 금속의 오른쪽으로 몰렸습니다.

그렇다면 이 금속을 반으로 구분지었을 때 왼쪽과 오른쪽은 각각 어떤 전하를 띠게 될까요?

▶ 네, 그림처럼 상대적으로 왼쪽은 (+)전하를, 오른쪽은 (-)전하를 띠게 됩니다.

그리고 (-)대전체인 플라스틱 막대와 (+)전하를 띠는 금속의 왼쪽 부분은 서로 다른 전하이기 때문에 서로 끌어당기는 힘을 가지게 되겠지요.

(+)대전체를 가까이 하면 전자가 금속의 왼쪽으로 끌려와 반대 결과가 나오겠네요.

이렇게 대전되지 않은 금속에 대전체를 가까이 해서 금속의 양 끝이 전하를 띠게 되는 현상을 정전기 유도라고 합니다. 원리가 어렵지 않지요?

*** 정리

■ 정전기 유도

- 대전되지 않은 금속에 대전체를 가까이 하면 금속의 양 끝이 전하를 띠는 현상

■ 원인

- 전기력으로 인해 금속 내부의 자유 전자들이 이동하기 때문

*** 우리, 친하게 지내요

- 달빛과학을 찾아주시는 분들과 친해지고 싶습니다.

- 학습 자료에 대한 질문, 궁금한 점, 건의사항이 있으시다면 댓글, 방명록, 메일을 이용해 주세요.

- dalvitjeju@naver.com (달빛제주 at 네이버)

- 여러분의 관심과 응원이 더욱 좋은 학습 자료를 만드는데 힘이 됩니다.

*** 달빛과학 페이스북 페이지로 놀러오세요

달빛과학

- 달빛과학은 제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있습니다.

- 달빛과학의 새로운 자료들은 발행되자마자 페이스북 페이지에 업로드 됩니다.

- 달빛과학 페이스북 '좋아요'를 클릭하시고 달빛과학의 새로운 자료들을 바로바로 받아보세요!