구술 10월 2주 / 시사 이슈

[김동석]

시사 이슈

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전기란 원래 그리스어로 호박

이러한 마찰전기의 현상은 서양에서도 동양에서도 비교적 일찍부터 알려져 있었다.

기록에 남아 있기로는 기원전 6백년경부터의 일이다. 그 당시 그리스 사람들은 장식품으로 사용하던 호박(琥珀)을 헝겊으로 문지르면, 먼지나 실오라기 따위를 끌어당긴다는 것을 알고 있었던 것이다.

전기를 영어로 electricity라고 하는데, 이것은 그리스어의 elektron에서 유래한 말로, 본래는 호박을 의미하고 있다.

당시 자연철학자였던 탈레스는 이 불가사의한 호박을 비롯, 역시 신비의 광석으로 알려졌던 마그네스에 대해서 자세히 연구하기도 했다.

마그네스란, 쇠를 끌어당기는 검은 돌 즉, 천연의 자석인 자철광(磁鐵鑛)을 말한다.

이것은 호박보다도 1천여년 전부터 알려져 있었던 것이다.

탈레스는 이러한 광물이 물질을 끌어당기는 것은 영혼이 깃들어 있기 때문이라고 생각했다.

탈레스 이후 2천여 년이 지나서 16세기 말에 영국의 엘리자베드 여왕의 시의(侍醫)였던 길버트는 자철광이나 호박에 대하여 여러 가지 실험을 한 끝에 자기(磁器)나 마찰전기에 대해서 알아냈다.

이것은 최초의 과학적인 연구로 전기라는 학문은 이때부터 탄생되었다고 할 수 있다.

길버트는 호박 이외에도 유리, 수정, 유황 등을 마찰시키면 역시 가벼운 물체를 끌어당긴다는 것을 발견했다. 그는 이러한 현상을 물질이 electrified, 즉 호박화하기 때문이라고 생각했다. 여기서 호박화하는 원인이 되는 것을 electricity(전기)라고 부르게 되었던 것이다.

마찰전기란 말이 나왔으니 말이지, 번개도 구름에 모인 마찰전기가 일으키는 불꽃이다. 우리 동양에서 쓰는 전기의 "電"자는 실은 번개를 뜻하는 "雷"자에서 유래한 것이다.

전기의 의학적 이용

사람의 몸에도 전기를 발생하는 기관이 있다. 신경은 몸 안팎에서 일어나는 여러가지 자극을 뇌에 전달하기 위해 전기신호를 일으킨다. 즉, 신경의 전달은 전기에 의한 것이다.

또 근육은 수축할 때마다 전기가 발생한다. 이 전기가 발생하는 이치는 1항에서 설명한 세포의 활동 전위에 의한 것이다. 우리 몸의 세포는 세포막을 경계로 하여 내부에는 마이너스, 외부에는 플러스의 전위를 갖고 있다. 그 전위차는 수십 밀리볼트라는 값으로 되어 있다. 이것은 세포막의 선택적인 투과성에 의해 세포내에 칼륨이온(K+), 세포외에 나트륨 이온(Na+) 이 많아짐과 동시에 그 농도가 외부보다도 내부 쪽이 낮아지는 것에 의한 것이다. 이러한 인체의 전기현상은 의학에 유효하게 이용되고 있다.

심장은 심근(心筋)이라는 특수하고 두꺼운 근육의 수축을 반복하고 있는데, 심근이 수축할 때마다 강한 활동전위가 발생한다. 이 심근의 활동 전위를 측정하는 장치가 심전계이고, 기록된 기전력(起電力)의 파형을 심전도(心電圖)라고 한다.

심전도의 측정에는 인체 표면의 두 점 사이에 전극을 세트하여 전극의 전위를 증폭 기록한다. 건강한 사람인 경우 심전도의 파형은 그림에서 보듯이 PQRST와 같은 물결이 생긴다. 이중 P는 심방의 수축에 의해 발생하고 QRST는 심실의 수축에 의해 발생한다. 그러나 심장에 질환이 있으면 이들의 파형에 혼란이 생긴다.

다음은 뇌파계에 대해서도 짚고 넘어가자. 우리 뇌의 표면(대뇌피질)은 120억쯤의 신경세포로 구성되어 있다. 뇌파계는 이 신경세포에서 발생하는 활동전류를 머리의 좌우 수개소에 전극을 붙이고 측정한다. 뇌파에 대한 그림에서 보듯이, 뇌파는 뇌의 활동 상태에 따라 파형이 변화한다.

눈을 감고 안정을 취한 상태에서는 매초 10회 정도이 깨끗한 파형이 나타난다. 이것을 알파(α)파라고 한다. 눈을 뜨고 외계를 보거나 계산을 하는 등 정신활동이 높아지면 α파가 사라지고 매초 20∼30회의 진동이 작은 베타(β)파가 나타난다. 그러나 깊이 잠이들면 진폭이 큰, 매초 1∼3회의 델타(δ)파가 나타난다. 뇌에 종양이나 외상이 있는 경우에는 뇌파의 형상이 달라진다.

전기에는 세 가지 얼굴이 있다.

전기란 움직이지 않을 경우에는 별로 소용이 없지만, 일단 움직여서 전류가 되면, 여러가지 작용으로 우리들의 생활에 도움을 준다.

전류에는 세 가지 작용이 있는데, 그것은 ①발열작용 ②자기작용 ③화학작용이다.

여러 가지 전기기구나 전기기계는 이 세가지 작용을 이리저리 응용한 것이다.

그럼 이 세가지 작용에 대해 간단히 설명하기로 한다.

발열작용

이것은 전등, 전기다리미, 전기히터 등 널리 이용되고 있어 설명이 필요없을 정도이다.

금속에는 전류를 방해하려는 전기저항이라는 것이 있다. 이 전기저항에 대해서는 따로 설명할 기회가 나오겠지만, 아무튼 전기저항에 전류를 흘리면 열이 발생하게 된다. 일정 시간의 발생열량은 저항의 값이 크고 전류가 많을수록 커진다.

발열부분의 온도를 높게 하면 적열(赤熱)에서 백열로 바뀌어 빛이 많이 나오게 되는데, 히터나 전구는 이 현상을 적절히 이용하고 있는 것이다.

자기작용

전기가 내는 힘을 이용하는 작업은 이 작용을 응용한 것이다.

도선을 감아서 만든 코일에 전류를 흘리면 그 속에 자계(磁界)가 발생한다. 또 자계속에서 도선에 전류를 흘리면 도선은 힘을 받는다. 이것이 바로 모터의 기본이 되는 원리이다.

화학작용

물의 전기분해나 전기도금에서 낯익은 작용이다.

소금물에 두 장의 극판(極板)을 넣고 전지의 양끝에다 연결해보자. 소금은 나트륨과 염소의 화합물로 이것이 물에 녹으면 (+)전기를 가진 나트륨이온과 (-)전기를 가진 염소 이온이라는 것으로 분해, 즉 전리(電離)된다. (+)극판에서는 (-)의 염소 이온이 끌려들어가 전기를 잃고 염소가스로 변한다. 한편 (-)극판에서는 (+)의 나트륨 이온이 끌려들어가 전기를 잃고 나트륨이 됨과 동시에 물과 화합에서 수산 화나트륨(가성소다)이 된다. 이 때 여분으로 생긴 수소는 가스가 되어 나간다.

한국의 원자력 발전소

원자력 발전은 우라늄이 핵분열할 때 나오는 열로 증기를 만들어 발전을 하는 것.

원자력 발전은 물을 끓여서 증기를 만들고 이 증기로서 터빈을 돌려 발전을 한다는 점에서 일반 화력발전방식과 다를 바 없다. 하지만 화력 발전은 석유나 석탄을 태운 열로 증기를 만들지만 원자력발전은 우라늄이 분열할 때 나오는 열로 증기를 만든다.

즉, 우라늄과 같은 무거운 원자핵은 외부에서 중성자를 흡수하면 둘로 쪼개지는데 이를 원자핵분열이라 한다. 이때 2∼3개의 중성자와 막대한 에너지(열)를 내는데, 원자력 발전은 이때 발생한 열로 물을 증기로 바꾸어 발전을 하는 것이다.

원자력발전은 1950년대 초기에 군사기술의 전용(轉用)이라는 형식으로 출발했다.

러시아(소련)은 1954년에 오브닝스(OBNINSK) 원자력발전소의 운전을 개시하였는데, 세계 최초의 원자력 발전이라는 점에서는 미국·영국보다 앞서고 있었다.

영국은 1953년 콜더홀(CALDER HALL) 발전로의 건설계획을 발표하고 56년에 운전을 개시했는데, 이것은 원자폭탄용 플루토늄 생산과 발전이라는 2가지 목적을 위한 원자로이며, 세계 최초의 상업용 원전이다.

■ 한국의 원자력 발전소

한국의 원자력 발전소는 70년에 착공하여 78년 상업발전에 들어간 '고리 1호기'가 최초이며, 이것은 미국 웨스팅하우스사의 가압경수로형을 채택하고 있다.

1998년과 99년엔 한국표준형원전(KSNP)인 울진3호기와 4호기가 완공됐다. 한국 표준형 원전이란 각종 장비가 한국인의 체형과 운전관행에 맞도록 설계, 제작된 원전을 말한다.

2005년 1월 현재 고리 1·2·3·4호기, 월성 1·2·3·4호기, 영광 1·2·3·4·5·6호기, 울진 1·2·3·4·5·6호기 이렇게 모두 20기가 운영되고 있다.

전기 화재 예방의 생활화

일상생활에 편리한 생활필수품으로서 없어서는 안될 전기제품도 취급하는 사람의 사소한

부주의로 인하여 많은 화재를 일으키고 그 피해 역시 날로 증가하고 있는 추세에 있으므로

세심한 주의가 필요하다.

합선(다락)에 의한 발화

: 전선의 피복이나 잔여물이 벗겨져 전선끼리 접촉되어 불이 붙는 현상

과전류(과부하)에 의한 발화

: 하나의 콘센트에 여러 개의 전기기구를 사용 또는 계약 용량을 초과하여 과용량의 전기기구(에어컨, 전기다리미, 전자레인지, 동력등)를 동시에 사용할 시 적정 용량 초과로 인하여 불이 붙는 현상

누전에 의한 발화

: 전선이나 기구가 낡아 전연물이 벗겨져 전류가 건물 내의 금속체를 통하여 흐르면서

저항열이 축적되어 불이 붙는 현상

기타 원인에 의한 발화

: 규격 이하의 전선 또는 기계기구등에 충격이 가해져 절연불량상태로 인하여 불이 붙는 현상

콘센트에 플러그를 완전히 꼽지 않아 흔들려 열이 발생하므로 플러그를 완전히 꼽도록 하자.

플러그를 뽑을 때는 선을 잡아 당기지 말고 플러그를 잡고 뽑도록 하자.

전선을 꼬아서 직접 접속하면 열이 발생하여 위험하므로 전선을 꼬이지 않도록 하자.

전선의 접속 부분이 바람에 흔들리거나 창문개폐등으로 피복이 손상되지 않도록 하자.

전선의 쥐가 갉아서 합선되지 않도록 확인하자.

문어발 식으로 한개의 콘센트에 여러개 전열기구를 사용하지 말자.

휴즈는 개폐기에 표시된 용량의 휴즈를 사용하자.

금속관 내에 전선의 접속점이 없도록 하자.

전선이 쇠붙이나 움직이는 물체와 접촉되지 않도록 설치하자.

욕실 내에 있는 세탁기는 습기로 인한 스위치류의 절연불량으로 화재가 발생하거나 누전으로 인한 감전사고의 위험이 있다.

전기코드를 묶어서 사용하면 코드가 꺾어진 부분에 전기저항이 커져서 열을 발생하고 화재가 발생한다.

TV위에 꽃병을 올려 놓았다가 물이 엎질러져서 TV내부에 물이 들어가면 절연불량으로 합선이 되고 내부의 먼지에 인화되어 화재가 발생한다.

전기담요를 접어서 사용하면 접힌 부분에 열이 발생하여 화재가 발생하는 경우가 있으므로 주의해야 한다.

전기기구를 구입할 때에는 검정품 (전,검,ks자 표시)을 선택하여야 한다.

적당한 용량의 전기제품을 선택 사용한다.(일반 가정용 콘센트 한개의 전기용량은 1,200왓트)

자동온도 조절기등 부속품이 딸린 전기용품은 부속품이 정확하게 작동하는가를 확인한다.

기타 플러그와 콘센트는 튼튼한지, 서로 맞닿는 부분의 접속은 잘되는지, 스위치는 부드럽게 움직이는지 등을 시험하여 본다.

전기용품은 사용 후 반드시 콘센트에서 플러그를 뽑는 것을 잊지 말아야 한다.

겨울철 정전기 현상은

공기중 수분적어 발생 / 적절한 습기공급 필요

겨울철이면 정전기로 고생하는 사람들이 적지 않다. 문을 여닫거나 심지어 사람과 악수할 때마다 정전기 때문에 깜짝깜짝 놀라는 사람들도 있다. 유독 겨울철에 정전기로 고생하는 사람들이 많은 까닭은 무엇일까?정전기 현상은 건조한 날에 자주 발생한다. 건조한 날에는 습한 날과 달리 공기 중의 수분이 적어 전기를 잘 흡수하지 못하기 때문. 특히 건성 피부인 사람은 정전기 현상을 더 자주 느끼게 된다. 이는 피부가 건조한 사람의 몸과 옷의 마찰에 의해 정전기 유도 현상이 잘 일어나기 때문이다. 합성섬유로 만든 옷이 자꾸 몸에 붙는 현상도 마찰에 의해 피부와 옷에 반대 전하가 생기고, 다른 전하 사이에 발생하는 인력이 작용하기 때문이다.

그럼 마찰전기로 불리는 정전기는 어떻게 생길까? 정전기는 마찰로 발생한 전기가 한 물체에서 바로 다른 물체로 이동하지 않고 머물러 있기 때문에 발생한다. 일반적으로 물체는 같은 양의 양(+)전하와 음(-)전하를 가지고 있어 사람들이 전기를 느끼지 못한다. 하지만 두 물체가 서로 접촉하거나 분리하게 되면 그 경계면에서 전하의 이동이 생기면서 정전기가 발생하게 된다.

하지만 정전기는 마찰로만 생기는 것이 아니다. 태양광선 가운데 자외선, 높은 주파수, 고전압, 방사선에 의해 공기분자가 절연파괴를 일으키면서 +이온이나 -이온을 과다하게 발생시키면서 만들어지기도 한다.

정전기는 불쾌한 기분을 느끼게 할 뿐만 아니라 컴퓨터와 같은 IT 기기의 주요 부품에 손상을 가하기도 하고, 가스나 휘발유 등 인화성 물질이 있는 곳에서는 화재를 일으키기도 한다. 건조한 날씨로 인해 발생하는 정전기는 적절한 습기를 공급함으로써 발생을 막을 수도 있다.

유독 정전기를 많이 타는 건성피부를 가진 사람의 경우에는 몸에 스킨이나 크림을 발라 피부와 옷의 마찰을 줄이는 것도 좋은 방법이다.

피그말리온 효과 / 로젠털 효과

그리스 신화에 나오는 피그말리온은 자기충족적 예언의 효과를 상징적으로 보여준다. 키프로스의 왕인 피그말리온은 상아(象牙)를 깎아 직접 만든 이상(理想)의 여인상을 사랑하게 돼 말을 걸고 선물을 주고 심지어 잠자리까지 함께 했다.

조각을 마치 살아있는 연인 대하듯 한 것이다. 안타깝게 여긴 미의 여신 아프로디테는 여인상에 생명을 불어넣어 사람으로 만들어준다. "피그말리온 효과" 라는 말은 여기서 유래했다. 사람은 기대한대로 변하게 마련이란 뜻이다.

자기충족적 예언의 효과를 일련의 실험을 통해 입증한 사람은 하버드대 심리학 교수인 로버트 로젠털이었다. 64년 그는 한 초등학교 교사집단에게 특정 아이들의 이름을 주고 이들의 지능지수가 높기 때문에 공부를 잘 할거라는 믿음을 심어줬다. 그 아이들은 무작위로 선정된 평범한 아이들에 지나지 않았지만 학년말에 보니 실제 공부를 잘했다.

로젠털은 쥐를 이용한 미로찾기 실험에서도 유사한 결과를 확인했다. 같은 쥐라도 등에 "메이즈-브라이트" (미로 잘 찾는)라고 써붙인 쥐들이 관찰 결과 다른 쥐들보다 미로를 더 잘 찾는 것으로 나타났다는 것이다.

심리학 용어로 굳어진 "로젠털 효과" 는 인간사에서 기대와 칭찬, 격려가 갖는 중요성을 일깨워준다.

나비효과(Butterfly Effect)

나비효과는 나비의 날개 짓처럼 작은 변화가 폭풍우와 같은 커다란 변 화를 유발시키는 현상을 말한다.

말하자면, 오늘 서울에서 공기를 살랑이게 한 나비의 날개 짓이 다음 달 북경에서 폭풍우를 몰아치게 할 수 있다는 것이다.

카오스 이론을 대신해서 부르기도 한다.

나비효과는 1963년 미국의 기상학자인 에드워 드 로렌츠가 컴퓨터로 기상을 모의 실험하던 중 초기 조건의 값의 미세 한 차이가 엄청나게 증폭되어 판이한 결과가 나타난 것을 발견하면서 알려졌다.

즉, 컴퓨터화면에 나타난 기상계는 한없이 복잡한 궤도가 일 정한 범위에 머무르면서도 서로 교차되거나 반복됨이 없이 나비의 날개 모양을 끝없이 그려내고 있었다.

다시 말해, 그림은 혼돈스러워 보이지만 일정한 모양새를 갖춘 규칙성이 숨어 있었다.

이와 같이 혼돈 속에 질서가 내재되어 있다는 나비효과가 확인됨에 따라 카오스 이론이 등장 하였다.

국경없는 의사회

1999년 노벨평화상 수상자. ‘국경없는 의사회＇는 현재 19개국에 사무 실을 두고 있는 국제기구로 해마다 80여개국에 자원봉사자 2000여명을 파견해 의료 지원을 해왔다.

이 단체는 의료봉사를 하면서 인권유린과 인간의 기본권을 침해하는 국 가와 정부에 대해 국제사회에 고발을 해 세계 각국의 인권신장에 기여 해 왔다.