정전기의 발생 원인은

정전기의 발생 원인은

정전기란?

​

'정전기'는 우리 생활에 친근한 존재입니다.옷을 벗거나 엘리베이터의 단추를 만지거나 했을 때, 탁 소리가 나면서 통증을 느낀다.

그런 경험을 누구나 한번쯤은 해봤을 겁니다.

성별·연령을 불문하고, 많은 사람이 불쾌하게 느끼는 이 귀찮은 「정전기」는, 도대체 누구일까요.

원래, 어떻게 해서 「정전기」는 발생하는 것일까.

​

정전기의 발생 원인

​

가까운 생활 속에서도 정전기는 여러 곳에서 발생하고 있다.

예를 들면, 자동차에서 내려 문을 닫으려다 딱 닫히는 현상이나, 접시를 덮기 위해 꺼낸 식품용 랩필름이 서로 붙어 버리는 현상은 누구나 경험할 수 있지만, 이것들은 모두 정전기가 원인입니다.

자동차의 예에서는 몸과 시트가 접촉하고 있는 것이나, 차에서 내리려고 몸과 시트가 마찰되는 것으로 인해 정전기가 발생합니다.

식품용 랩 필름의 경우는, 심에 감고 있는 랩 필름을 꺼낼(박리하는) 때에 정전기가 발생합니다.

이와 같이, 정전기는 「접촉」 「마찰」 「박리」의 3 패턴으로 발생합니다.

​

정전기는 왜 일어나지?

​

건조한 계절이 되면 주변에 발생하는 것이 정전기입니다.

차에서 내려 문 등을 만지는 순간에 '바삭'하는 충격을 받을 수 있습니다.

이 불쾌한 충격을 줄 수 있는 정전기는 왜 발생하는 것일까요?

사실 이 정전기가 일어나는 것은 입고 있는 옷과 무언가가 마찰하면서 발생하는 것입니다.

차에서 내릴 때 등은 자신이 입고 있는 것과 자동차 시트가 서로 닿음으로써 정전기가 쌓이기 때문에 발생하는 것입니다.

정전기가 일어나기 쉬운 환경은 기온과 습도가 낮을 때 구체적으로 습도가 20% 이하이고 기온이 25도 이하입니다.

위와 같은 기후의 날은 정전기의 발생에 특히 주의할 필요가 있습니다.

그렇기 때문에 일본과 같은 기후의 경우 겨울에 정전기가 발생하기 쉬워집니다.

자신의 몸이 정전기에 대전되어 있을 때, 철과 같은 전기가 통하기 쉬운 물질에 닿으면 전기가 방전되어 특유의 '바칫'이 발생합니다.

​

정전유도작용이란

정전기를 모으고 있는 것은 의복인데 왜 몸이 대전되어 버리는가 하면 그것은 정전 유도 작용이라는 현상 때문입니다.

그 전하가 물체 주변에 만들어진 전계에 의해 이동하기 때문에 전위가 상승해 버리는 현상입니다.

인체도체라고 볼 수 있기 때문에 대전한 사람이 금속에 닿으면 정전기를 방전하기 때문에 '바칫'하고 충격을 받습니다.

어두운 곳에서는 또렷하게 불꽃을 볼 수 있습니다.

정전기를 방지하는 것은 정전기 제거 키홀더나 정전기 제거 스프레이를 옷에 뿌리는 등 하면 좋습니다.

또, 가연물을 많이 사용하는 생산 현장에서는, 작업원이 정전기를 띠어 방전하면, 그것은 쇼크에만 머무르지 않고, 폭발이나 화재등의 큰 사고로 연결되기도 합니다.

그런 현장에서는 인체의 정전기 대전이 원인이 되어 발생하는 재해, 장애를 방지하는 목적으로 정전화라는 것이 사용되고 있습니다.

이러한 정전기 대전방지 안전화, 보호화, 작업화(이하 정전화)는 바닥에 전기가 잘 흐르게 하기 위한 특수한 신발입니다.

신발 종류별로 전기저항이 구분되어 있고 정전기 대전방지성능을 기준으로 한 일반정전화, 특종정전화, 도전화로 분류되어 있습니다.

또 휘발유를 실은 유조차 등은 운반 중 탱크와 휘발유와의 마찰로 발생한 정전기를 대지로 도피하기 위한 체인이나 도전성 고무를 사용해 정전기를 놓치고 있다.

이렇게 정전기를 제거하기 위한 방법이 있어서 여러 곳에서 사용되고 있습니다.

​

정전기의 「원」은 무엇일까요?

​

정전기의 「원」을 더듬어 가면 그것은 원자에 닿는다.

물질을 만들고 있는 가장 작은 알갱이를 말하는데요.

원자는 원자핵과 전자로 돼 있고 원자핵은 양성자(플러스 전하를 가진다)와 중성자(전하를 가지지 않는다)로 돼 있다.

전자는 마이너스 전하(전기)를 가지고 있기 때문에, 플러스 전하를 가지는 양성자와 끌어당기고 있다.

전자는 원자핵이 떨어진 곳을 돌고 있기 때문에 마찰 등의 충격으로 튀어나오기 쉬워지고 있어 어떤 충격이 있으면 바로 튀어나와 버립니다.

예를 들어, 털실과 플라스틱을 서로 문지른 경우, 모사에서 플라스틱으로 전자가 이동하기 때문에 모사는 플러스 플라스틱은 마이너스로 대전합니다.

이렇게 해서 플러스로 대전한 것과 마이너스로 대전한 것이 생기는 것입니다.

정전기라고 불리는 것은 플러스와 마이너스로 대전한 채로 이동하지 않는 것으로부터 붙은 것입니다.

탁탁거리는 소리나 바삭 하는 소리는 정전기가 방전되어 중성상태로 돌아왔음을 나타냅니다.

이것이 '바칫'하는 정전기의 정체입니다.

적란운에 의한 천둥은, 이것이 대규모로 일어난 것입니다.

정전기는 나쁜 것 뿐만이 아니라, 정전기의 구조를 이용한 것 중에서 친밀한 것에 복사기가 있습니다.

복사기는 정전기의 플러스와 마이너스가 거래되는 힘을 이용하고 있습니다.

읽은 원고 부분에 정전기를 대전시키고, 토너(잉크의 역할을 하는 가루)를 부착시켜 원고를 만들고 있습니다.

​

물질의 대전 속도를 나타내는 대전열

아래 그림과 같은 대전열이라는 것이 있습니다.

플러스로 대전하기 쉬운 것, 마이너스로 대전하기 쉬운 것의 기준이 되는 것입니다.

플러스와 마이너스로 떨어진 사람끼리 마찰하면 가장 대전하기 쉬워집니다.

정전기의 메커니즘

우리의 주위에는 여러가지 「물건」이 있습니다.

금속, 플라스틱, 섬유 등 소재와 구조는 매우 다양합니다.

이것들 우리 주변에 있는 것들은 모두 전기를 가지고 있습니다.

어떤 것이든 플러스와 마이너스 두 종류의 전기를 가지고 있습니다.

우리인간도마찬가지입니다.

보통은 플러스 전기와 마이너스 전기를 같은 수만큼 가지고 있어요.

통증의 정체와 정전기

​

플러스로 대전한 것과 마이너스로 대전한 것이 가까워지게 되면 어떻게 되는 것일까요.

마이너스로 대전한 쪽의 마이너스 전기는 플러스로 대전한 쪽으로 돌아가려고 합니다.

균형을 되찾으려고 하기 위해서입니다.

그리고 양자가 닿은(극도로 가까워진) 때에, 마이너스의 전기는, 플러스로 대전한 쪽으로 돌아옵니다.

이 마이너스의 전기가 돌아오는 움직임을 「방전」이라고 한다.

방전이란 즉 '마이너스 전기의 방출'이며 이 때 "사물"과 "사물" 사이에는 전류가 흐른다.

첫 번째 엘리베이터 버튼의 예를 들어 보겠습니다.

예를 들어, 엘리베이터의 버튼이 마이너스로 대전되어 있었다고 가정해 보겠습니다.

반대로, 그 때에 자신이 플러스로 대전하고 있었다고 합니다(인간은 플러스로 대전하기 쉬운 성질을 가지고 있습니다).

이 상태에서 엘리베이터 버튼을 만지면 마이너스 전기가 내 손으로 들어옵니다.

방전이 일어나고 전류가 흐르고 있는 것입니다.

감전(몸이 전기에 닿음)되어 있는 상태에서 사람은 통증을 느낍니다.

보통 이 가벼운 감전을 가리켜 '정전기'라는 말이 사용되는데, 정확히는 이것은 '정전기에 의해 일어난 방전'인 거죠.

 

스마트계측기 (smartinst.co.kr)

스마트계측기