마찰전기(정전기)에 대한 생각

겨울철에 많이 우리를 괴롭히는 정전기. 

정전기 역시 전기의 한 종류이다.  전하가 분리되어 정지해 있기 때문에 정전기라고 하는것 같다. 

하지만 기본적으로 불균형은 균형으로 이동이 있다. 

 

분리되어져 자기들끼리 모여 있는 음전하는 언제든 가까이에 있는 양전하들과 만나려고 한다. 

그렇게 사람몸에 모여 있던 음전하가 금속에 손이 가까이 간다던지 하면 양전하와의 

만남을 위해 공기를 가르며 달려간다. 

그것이 우리가 겨울철에 진저리치게 만드는 '정전기' 이다. 

 

그런데 왜 정전기는 '부도체' 에서 많이 생기는 걸까?

 

정전기가 발생하는 원리는 전하의 분리이다. 

책받침이나 유리 막대 등을 헝겊에 문지르게 되면 

표면 마찰에 의해서 물질(책받침 혹은 유리)을 이루고 있는 원자의 가장 가장자리 부분의 음전하가 떨어져

나가게 되고 음전하가 떨어져 나가서 지들끼리 모여 있게 되면 그곳은 - 극이 된다.  음전하가  

떨어져 나간곳은 양전하가 상대적으로 우세한 곳이므로 + 극이 된다. 

 

서로 다른 극성은 인력으로 작용하기 때문에 우리가 책받침을 머리카락에 문지르다가 

일정거리를 두고 가까이 가져가면 머리카락이 마치 코브라 처럼 고개를 들게 되는 현상을 볼 수 있다. 

한번쯤은 다들 해 보셨을 거라고 생각한다. 

책받침과 유리봉은 되고 금속막대나 알루미늄 호일같은 것은 정전기를 모으는 것이 안되는 것 같다. 

왜 그럴까?

 

기본적으로 전기가 잘통하는 '도체' 는 이웃한 원자와 전자를 잘 주고 받는다. 

만약 표면 마찰로 어느한 원자가  음전하를  잃었다고 쳐보자. 금방 옆 원자로 부터 음전하를 가져오고 

차례차례 전하의 이동이 발생한다. 그리고 금방 분리되었던 음전하를 채워서 전기적 불균형을 해소해 버린다. 

 

반면에 부도체는 (흔히 우리가 절연물질이라고 부르는 것으로) 전기가 통하지 않는다.  

전기가 통하지 않는다는 말은 물질 내부에서 전자의 이동이 어렵다는 말이다.  (고전압이 걸리면 이런 부도체에도 전자의 이동이 발생하기도 한다. )  그래서 책받침의 경우 표면의 마찰에 의한 전하의 분리가 이루어 지고,

표면에서 음전하를 뺏긴 원자 이외에 그 주변 (책받침 내부) 원자들은 영향을 받지 않고 안정된 상태로 유지를 하게 된다. 즉 실제 전하의 이동으로 인해서 불균일이 발생한 부분은 마찰이 발생한 표면 뿐이게 된다. 

 

그래서 정전기를 마찰전기 라고도 하는데 표면 마찰전기라고 하면 어떨까 싶다. 

 

전기를 잘모르는 개인의 지극히 개인적인 사고의 흐름 입니다.  정답인 양 퍼가면 큰일 납니다.  ^^;