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에르스텟의 전류의 자기작용 발견
자석을 모르는 사람은 아무도 없을 것이다. 자석은 철을 끌어당기는 성질이 있는 물체를 말하며, 서로 다른 극 사이에는 인력이 작용하여 끌어당기고, 같은 극 사이에서는 척력이 작용하여 밀어낸다. 그래서 남북의 극을 가지고 있다.
전기 또한 가벼운 종이 조각 같은 것을 끌어당기는 에너지의 한 형태로 양전기와 음전기의 두 종류가 있고, 이 둘 사이에는 인력이 작용하며, 같은 종류의 전기 사이에는 자석처럼 척력이 작용하고 있다.
그렇다면 자석과 전기 사이에는 어떤 관계가 있을까?
덴마크에 사는 한스 크리스챤 에르스텟이라는 학자는 바로 이 자석과 전기의 관계를 연구하고 있었다.
어느 날, 에르스텟이 대학의 실험실에서 학생들에게 전기에 관한 강의를 하고 있을 때였다.
“야! 저것 좀 봐!”
갑자기 학생 하나가 눈으로 자석을 가리키며 강의를 듣는 친구를 흔들었다.
“뭔데? 어! 어?”
지금까지 남북을 똑바로 가리키고 있던 자석의 바늘이 움직여서 다른 방향으로 기울어지는 것이었다.
에르스텟도 웅성거리는 학생들의 눈초리에 놀라 주위를 살펴보며 뜻하지 않은 현상에 어리둥절해졌다.
실험실 주위를 자세히 관찰해 보았지만 단지 자석이 놓인 바로 위에 전지로부터 연결되어 나온 전선이 있을 뿐이었다.
‘자석의 바늘이 옆으로 기울어졌다? 옆에서 전기가 흐르고 있기 때문이 아닐까?’
에르스텟은 그의 머리 속으로 떠오르는 의문을 풀기 위해 곧 연구에 착수했다.
그는 실험을 하는 동안 전선을 자석으로부터 멀리해 보았다. 그러자 바늘이 본래대로 똑바로 남북을 가리키게 되었다.
“어! 이제 제대로 되었어요. 교수님.”
“으음, 그렇군.”
“자, 이제 전선의 밑에 다시 자석을 놓아 보자.”
그리고 여러 가지 현상을 자세히 관찰한 에르스텟은 다음과 같은 결론을 얻었다.
“전선의 아래에 자석을 놓을 경우 북쪽을 가리키는 자석의 바늘이 전기가 흐르는 방향을 향하여 언제나 똑같이 왼쪽으로 기울어진다.”
1820년, 에르스텟은 실험 결과를 정리하여 ‘전류가 자석의 바늘에 미치는 작용에 관한 연구’라는 논문을 발표하였다.
당시 전기라는 것은 일종의 정전기를 말하는 수준이었는데, 그는 이 논문을 통해 자석의 바늘과 관계가 있는 것은 마찰전기, 즉 정전기가 아니고 움직이는 전기 즉, 전류라고 설명하였다.
자석과 전류와의 사이에서 깊은 관계가 있다는 에르스텟의 발견은 곧 유럽에 알려지게 되었으며, 당시 프랑스 대학의 교수로 있던 앙드레 마리 앙페르도 에르스텟의 연구논문을 읽게 되자 그 또한 실험을 시작하였다.
그리고 앙페르는 한 걸음 더 나아가서 다음과 같은 사실을 밝혀냈다.
전기의 흐르는 방향으로 양극에서 음극으로 향하는 방향으로 정하고, 자극의 바늘이 기울어지는 방향을 관찰하여 오른손의 법칙을 발견한 것이다.
그의 머리 속으로 또 한 생각이 지나갔다.
‘전기가 자석의 바늘을 움직이게 한 것은 전기가 자기를 만들어서 일까?’
그는 구리줄을 코일로 하여 전기를 흐르게 하는 실험 끝에 전기가 자기를 만들고 코일의 자석이 작용하는 것을 알아냈다.
이 연구를 계기로 여러 학자들은 검류계나 전류계, 전압계의 원리를 발견했으며, 전기의 문명시대를 열게 된 것이다.
글 : 왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장, 영동대학교 발명특허공무원학과 겸임교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
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