세상을 아주 크게 변화시키는 발명품이 있습니다. 그중 하나는 전기를 발견하고 이를 저장하는 전지의 발명이라고 할 수 있겠습니다. 어떤 과정을 걸쳐 전지를 발명하고 또 삶을 어떻게 변화하는지 알아보겠습니다.
들어가는 글
겨울에 스웨터를 입다가 몸에 전기가 흐르는 느낌 때문에 놀란 적이 있을 것입니다. 그것은 바로 마찰 전기로 인해 일어나는 현상 중 하나입니다. 무서운 번개 역시 공기 중을 흐르는 전기로 인해 일어나는 현상이랍니다. 이처럼 전기는 주위에서 쉽게 볼 수 있는 자연 현상이면서, 우리 생활에 없어서는 안 되는 에너지입니다. 우리 주변에 많은 물건이 바로 이 전기로 움직입니다. 이제 이러한 전기를 누가 발견했는지 알아보도록 하겠습니다.
데이비와 패러데이
1813년 영국의 유명한 화학자 험프리 데이비의 실험실로 낡은 옷을 입은 한 청년이 찾아왔습니다. 데이비는 환한 미소로 청년을 맞이 했습니다. 그 청년의 이름은 마이클 패러데이로, 그가 감격하는 데에는 그럴 만한 이유가 있었습니다. 집안 형편이 어려웠던 패러데이는 열세 살 때부터 제본소에서 일을 했습니다. 패러데이는 제본소에 있는 온갖 책들을 읽고 또 읽었습니다. 특히 과학에 관한 책은 손에 잡히는 대로 볼 만큼 좋아했습니다. 그러던 어느 날, 패러데이는 운 좋게 데이비의 강연회 입장권을 얻게 되었습니다. 데이비는 당시 영국 왕립 학회의 화학자로, 그의 강연은 큰 인기를 얻고 있었습니다. 과학을 공부하고 싶었던 패러데이는 얼마 뒤, 데이비 밑에서 일하고 싶다는 내용의 편지를 써서 강연 내용을 열심히 적었던 공책과 함께 보냈습니다. 다행히 곧 데이비에게 기다리던 답장이 왔습니다. 편지에는 실험 조수로 같이 일해 보자고 적혀 있었습니다.
볼타 전지 발명
그렇게 패러데이는 왕립 학회에서 데이비의 조수로 일하게 되었습니다. 처음에 패러데이에게 맡겨진 것은 실험 도구를 정리하거나 데이비의 강의 준비를 돕는 것과 같은 사소한 일들이었습니다. 하지만 패러데이는 작은 일에도 최선을 다했습니다. 시간이 지나면서 데이비는 조금씩 패러데이를 인정하기 시작했습니다. 몇 달 후, 데이비는 패러데이를 데리고 유럽 여행을 떠났습니다. 패러데이는 데이비 덕분에 세계의 유명한 과학자들을 만날 수 있었습니다. 이탈리아에 갔을 때는 전지를 발명한 알레산드로 볼타를 만나기도 했습니다. 볼타는 전지의 원리를 설명하여 주었습니다. 볼타가 만든 전지는 두 금속판 사이에 소금물로 적신 헝겊을 끼워 넣어 만든 것이었습니다. 볼타가 전지를 발명하기 전까지 과학자들은 레이던병이라는 축전지를 이용해 전기를 저장했습니다. 가죽을 유리에 문질러 만든 마찰 전기를 레이던병에 저장한 뒤, 이것을 이용해 여러 가지 전기 실험을 했습니다. 하지만 레이던병에 모은 전기는 계속해서 실험을 할 수 있을 만큼 충분한 양은 아니었습니다. 볼타 전지가 만들어진 이후에야 과학자들은 제대로 된 전기 실험을 할 수 있었답니다.
자기장의 발견과 전자석
여행을 통해 새로운 세계와 만나고 돌아온 패러데이는 연구에 더욱더 열중했습니다. 그러던 어느 날 덴마크의 과학자 한스 외르스테드의 발견으로 세상이 떠들썩해졌습니다. 외르스테드가 강연 실험에서 전선에 전기를 흘려보냈는데, 전선 아래에 놓여 있던 나침반 바늘의 방향이 바뀐 겁니다. 외르스테드는 전선에 전기를 흘려보냈다 말았다 해 보았습니다. 그러자 전선에 전기가 흐를 때에만 나침반 바늘이 움직였습니다. 이것은 전선에 전기가 흐를 때 전선 주변에는 자기장이 만들어진다는 것을 의미했습니다. 이 발견은 전 세계 과학자들을 깜짝 놀라게 했습니다. 그전까지는 전기와 자석 사이에 아무 관계가 없다고 생각했었기 때문입니다. 하지만 전기와 자석이 서로 영향을 주고받는다는 것이 밝혀진 것이었습니다. 철로 된 막대에 전선을 감은 뒤 전기를 흘려보내면, 철 막대가 자석의 성질을 띠게 된다는 사실도 알아내게 되었습니다. '전기로 자석을 만들 수 있다는 것에서 반대로 자석에서 전기를 만들 수 있지 않을까?' 이런 생각을 하게 된 패러데이는 1831년 전선을 고리 모양으로 촘촘히 감은 후 그 사이로 자석을 넣었다 뺐다 해 보았습니다. 그러자 검류계(전선에 전기를 흐르는지 알려 주는 장치)의 바늘이 움직였습니다. 즉 발전기의 원리를 알아낸 것입니다.
발전기의 발전과 세상의 변화
패러데이의 발전기 연구 이후 많은 발명가들은 전기를 이용한 발명품들을 만들어 내기 시작했습니다. 백열전구를 만든 토머스 에디슨도 그중 한 명이었습니다. 에디슨은 뉴욕 시내에 전구를 설치하고, 전기를 만드는 발전소를 세웠습니다. 뉴욕 시내가 곳곳에 매달린 전구들로 환해지자, 사람들은 무척 놀라워했습니다. 그리고 발전소의 발전기를 포함한 생활 전반에 사용되는 가전제품들, 냉장고, 세탁기, 청소기, TV 등등 산업은 이후 급속한 발전을 하게 됩니다. 한편 이런 발전이 환경오염과 불균형을 만들어내는 부작용도 있었습니다. 우리는 항상 양면을 함께 볼 수 있는 시야도 길러야겠습니다.
댓글