> east님께서 말씀하시길....
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> 풍선에 정전기 유도를 하면, 수천볼트의 퍼텐셜 에너지가 생기지만, 그것의 전기에너지는 아주 미미하다고 합니다.
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> 왜 그렇죠- 책의 설명에 의하면 대전된 전하량이 적어서 그렇다고 합니다.
> 그럼 어떻게 수천볼트의 퍼텐셜 에너지를 가질 수 있는 건가요.
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> 쉽게 설명해 주시면 감사하겠습니다.
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1. 풍선의 경우 수천볼트의 전위차(퍼텐셜)가 생길 수 있겠습니다. 사실 전위차라는 것은 단일 전하에 가까이 가면 갈수록 커지는 것이기 때문에 전위차가 커진다는 것은 별스런 것도 아닐 것입니다. 단지 도체의 경우에는 전체가 동일 전위를 하고있으니 두 도체가 전위차를 크게 가진다는 것은 심각할 수도 있겠죠.
2. 질문중에 퍼텐셜 에너지와 퍼텐셜을 약간 혼동하신 듯 한데 퍼펜셜 에너지는 이 퍼텐셜에 전하를 곱한 것입니다. 따라서 수천볼트의 전위차에 수개의 전하가 있는 것과 수볼트이 전위차에 수천개의 전하가 있는 것은 같은 퍼텐셜 에너지를 갖는 것이 될 것입니다. 풍선에 대전된 전하량이 적으면 보잘것 없는 에너지를 가지고 있는 것입니다.
3. 그런데 이 수천볼트이 전위차의 풍선의 전기에너지(1)와 수천볼트의 전지 (예를 들어 건전지를 천개 정도 연결하여 1500볼트의 전지를 만들어...) 의 전기에너지(2)를 그것에 의해 감전되어 우리 몸으로 전류가 흐르는 끔직한 상황에 대하여 대비해 보겠습니다. (1)의 경우 대전된 전하가 소멸되고 나면 급격하게 전위차와 더불어 전류가 줄어들게 됩니다. 뿐만아니라 풍선에 있던 전하가 신속하게 그 내부를 이동하지도 못하니 공급이 원활하게 이루어지지도 못합니다. 마치 사우나에서 120도의 온도로 달구어진 나무와 쇠에 손을 대는 것과 비슷하게 생각해 볼 수 있습니다. 사우나에서 나무는 별반 뜨겁게 느껴지지 못하지만 쇠는 그렇지 않죠. 이는 전지로서 고무풍선은 거의 무한대인 내부저항이 직렬로 연결된 상황과 비슷하죠, 따라서 우리 몸에 흐르는 전류가 거의 0이므로 감전되지도 않고 위험하지도 않을 것입니다. (2)의 경우에는 전지내부에서 + 전위로 끊입없이 +전하를 퍼 올리므로 고갈되는 일이 없을 뿐만아니라 전극이 도체로 되어 있어 한쪽에서 전하가 빠져나가면 신속하게 다시 채워지게 됩니다.
4. 3에서 처럼 다소 장황하게 설명하는 이유는 실제로 풍선의 경우 전위차가 커도 위험하지 않다는 것을 그져 전기에너지가 적다라고 설명하는 것은 문제가 있음을 말하고 싶었습니다. 앞에서 예로 든것처럼 120도의 사우나에 있는 나무와 그 나무에 박혀있는 못을 생각해보면 실제로 열량은 나무에 더 많이 있을지도 모릅니다. 비록 나무의 열용량이 적긴 하지만 훨씬 나무가 많이 있으니까요. 그렇지만 우리가 사우나에서 못을 어쩌다 만지면 뜨끔하여 못이 조금만 크다면 데일 수도 있습니다.
5. 본질적으로 감전이 되거나 화상을 입는 것은 그것의 전위차나 온도차 때문이 아니라 그것 때문에 생겨나는 전류나, 열의 흐름 때문입니다.
혹시 더 의문이 있거나 다른 생각을 가지신 분이 있으면 의견을 제시해 주세요...
정기수 |
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님이
남겨주셨습니다.
[Re]정전기 질문