전자기 유도 법칙

[관운]

전자기 유도 법칙

과학자들은 '전류가 흐를 때 그 주위에 자기장이 생긴다면 자기장을 변화시켜 도선에 전류가 흐르게 할 수는 없을까?'라는 의문을 갖게 되었다. 영국의 물리학자 패러데이는 실험을 통해 도선 주위의 자기장의 변화가 도선에 전류를 발생시킨다는 '전자기 유도 법칙'을 발표하였다.

패러데이(Michael Faraday, 1791~1867)영국의 물리학자이자 화학자. 정식 교육은 읽기와 쓰기, 셈하기 정도밖에 받지 못했으나 제본소의 직원으로 일하면서 과학 서적을 탐독하였다. 패러데이의 실험적 창의성과 물리적 통찰력은 왕립 학회의 조수로 일하면서 본격화되었으며, 그가 발견한 전자기 유도 현상은 전자기 법칙의 핵심 가운데 하나이다.

패러데이는 코일로 감아 놓은 도선의 양끝을 검류계와 연결하고 그 코일 안으로 자석을 집어 넣었다 뺐다 하면 전류가 흐른다는 사실을 보여 주었다. 전지는 연결하지 않고 자석만 코일 속으로 움직였을 뿐인데 검류계의 바늘이 움직인 것이다. 코일 속에 자석을 넣으면 자기장이 생기고 이러한 자기장의 변화에 의해 전류를 흐르게 하는 전압이 유도된 것이다.

전자기 유도 현상에서 자기장이 없거나 일정한 크기의 자기장이 지속되는 경우에는 전류가 유도되지 않는다. 자기장의 증가나 감소 등으로 자기장의 변화가 있을 때에만 전류가 유도된다. 이 법칙은 오늘날 전기 문명의 기초가 되는 현상으로 정리하면 다음과 같다.

자기장이 변화하면 전기장이 생긴다.

패러데이의 전자기 유도 현상은 이후 많은 과학자들에게 큰 영향을 주었을 뿐만 아니라 확고한 이론으로 자리잡게 되었다. 전기와 자기가 본질적으로 연결되어 있다는 것을 보여 주었고, 전자기장이라는 독특하고 중요한 물리 개념을 세우는 데 큰 역할을 하였다.

패러데이는 전자기 유도 현상을 발견한 후, 과학 애호가들을 대상으로 강연한 적이 있었다. 그 때 청중이었던 재무 장관이 "이 법칙은 어디에 도움이 될 수 있는가?"라고 질문했다. 이에 대해 패러데이는 "장래에 세금을 매길 수 있게 될지도 모른다."고 답했다. 전자기 유도 법칙은 발전기·전동기·변압기의 제작에 이용되는 기본 법칙으로, 패러데이의 말대로 현재 엄청난 세원이 되고 있다.

전류가 흐르는 고리와 코일 주위의 자기장고리의 각 부분을 직선 도선의 일부분으로 보고 직선 전류에서처럼 오른손을 이용하면, 짧은 직선 도선에 흐르는 전류에 의한 자기장의 방향을 알 수 있다. 이들을 모두 합하면 원형 전류에 의한 자기장이 된다.

[네이버 지식백과] 전자기 유도 법칙 (살아있는 과학 교과서, 2011.6.20, 휴머니스트)