최초의 전기는 어떻게 만들어지고 발전 과정이 궁금합니다
최초의 전기는 어떻게 발견하였고 어떻게 구현한건가요?
어떤 계기로 전기를 만들게 되었던거고 발전은 어떤 형태로 된건지 궁금합니다.
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
전기는 에디슨이 발명하였습니다
처음엔.전기 의자로 고문용도로 발명되었다고 합니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
인류가 최초로 전기를 인지한 것은 자연 현상을 통해서였습니다. 번개가 치는 모습이나 마찰 전기를 느끼는 등 우연한 기회에 전기 현상을 목격하고 신비롭게 여겼죠. 이후 과학자들의 끊임없는 연구와 실험을 통해 전기에 대한 이해가 깊어지고, 전기를 인위적으로 만들고 활용하는 방법을 찾아냈습니다.
발견 계기: 고대 그리스 철학자 탈레스가 호박을 부드러운 천으로 문질렀을 때 가벼운 물체를 끌어당기는 현상을 발견한 것이 전기 연구의 시초라고 알려져 있습니다. 이후 18세기 벤자민 프랭클린이 번개가 전기 현상임을 밝혀내고, 19세기 마이클 패러데이가 전자기 유도 법칙을 발견하면서 전기 연구는 비약적으로 발전했습니다.
구현 방식: 초기에는 마찰 전기, 화학 반응 등을 이용하여 소량의 전기를 생산했습니다. 이후 발전기의 발명으로 대량의 전기를 생산할 수 있게 되었고, 송전 기술의 발달로 전기를 멀리까지 보낼 수 있게 되면서 현대 사회의 기반이 되었습니다.
발전 형태: 전기 발전은 크게 수력 발전, 화력 발전, 원자력 발전, 신재생에너지 발전 등으로 나눌 수 있습니다. 각 발전 방식은 에너지원을 이용하여 터빈을 돌리고, 터빈이 연결된 발전기를 통해 전기를 생산하는 원리입니다.
BC600년 탈레스(그리스) : 전기의 발견 (마찰 정전기)고대 그리스 철학자 탈레스가 기원전 550년경에 호박에 작은 물체가 붙는 현상을 보고 호박을 문지를 때 정전기(static electricity)가 발생한다는 것을 발견했습니다.
1600년 길버트(영국) : 지구가 거대한 자석임을 확인
길버트는 지구가 하나의 큰 자석이라고 했습니다. 자극을 N극, S극 이라고 명명하고 지구가 하나의 큰 자석이라는 것을 보이기 위해 지구 모양의 자석을 만들어 지구 위에 있는 나침반이 남북을 가리키는 것을 보이기도 했습니다. 그는 나침반의 N극 바늘이 수평보다 약간 아래를 가리키는 것을 알아내고, 지구가 자석이기 때문에 지침이 땅 속을 가리키는 것이라고 했습니다.
1729년 그레이(영국) : ‘도체’와 ‘부도체’의 발견그레이는 전기가 선을 타고 움직일 수 있다는 것을 보여준 최초의 실험을 진행했습니다. 부도체는 전기를 잘 전달하지 못 해서 전기를 띠고 있는 물질이고 도체는 전기를 잘 전달하므로 전기를 띠고 있지 않다는 것을 발견했습니다.
1746년 뮈센브루크(네덜란드) : 전기를 담는 ‘라이덴병’ 발명뮈센브루크는 전기를 담을 수 있는 병을 만들었습니다. 이는 오늘날 라이덴병(Leyden jar)이라 부르는 것으로, 최초의 축전기입니다. 라이덴병은 유리병 안팎에 금속을 입히고 코르크와 같은 절연 물질로 만든 뚜껑에 구멍을 뚫어 금속 봉과 금속 사슬을 단 구조로 되어 있습니다. 봉을 들어 올려 사슬이 바닥에서 떨어지게 하면 대전된 상태가 유지되면서 전기가 저장됩니다.
1752년 프랭클린(미국) : ‘피뢰침’의 발명라이던병에 대한 이야기를 듣고 전기에 대해 흥미를 가지게 된 프랭클린은 40의 나이에 전기에 대해 연구를 시작하게 되었습니다. 그리고 46세 되던 1752년 비 오는 날 연을 날려 번개로 라이덴병을 충전시키는 방법으로 번개가 전기임을 입증했습니다. 실험에 성공한 프랭클린은 결국 피뢰침을 발명하여 수많은 사람의 목숨을 건지게 됩니다.
1780년 갈바니(이탈리아) : ‘동물 전기’의 주장1780년 갈바니는 죽어있는 개구리 다리를 해부하던 중 수술 칼을 댈 때 개구리 다리의 근육이 움찔거리는 것을 발견했습니다. 이후 여러 가지 실험을 해보고 난 후 그는 생체 속에는 전기가 있고 이 전기가 근육을 움직이는 데 사용된다는 결론을 내렸습니다. ‘동물 전기’가 존재한다는 것이 그의 주장이었습니다. 그 당시 사람들은 전기가 물질이라고 생각하고 있었습니다. 하지만 갈바니의 주장은 동물은 뇌에서 전기를 만드는데, 이 전기가 온몸의 근육에 흘러 들어가 저장되어 있다가 근육을 움직일 때 사용된다는 것입니다.
1785년 쿨롱(프랑스) : ‘쿨롱의 법칙’을 발표쿨롱은 여러 가지의 전하량을 가진 공을 만들고 비틀림 저울로 힘을 측정해본 결과 쿨롱은 두 공 사이의 힘은 전하량의 곱에 비례하고 두 공 사이의 거리의 제곱에 반비례한다는 것을 알게 되었습니다. 전하 사이의 힘에 대한 이 법칙은 쿨롱의 법칙이라고 불립니다.
1800년 볼타(이탈리아) : ‘전류’, ‘볼타전지’를 발명볼타는 구리판과 아연판 사이에 소금물에 적신 천 조각을 끼운 것을 여러 층으로 쌓아올린 것을 만들어 전기를 발생됨을 보일 수 있었습니다. 전지를 쌓아올린 것이라고 해서 ‘전퇴(electric -pile)’라고 부릅니다. 전퇴는 전기를 계속 흘릴 수 있는 것이기 때문에 인류가 정전기의 수준 에서 벗어나서 흐르는 전기를 이용할 수 있게 되는 첫걸음이 된 중요한 발명이라고 할 수 있습 니다. 즉 ‘전류’를 발명한 것입니다. 이 전퇴의 원리를 이용해서 더 오래 사용할 수 있도록 만든 것을 볼타전지(Volta cell)라고 합니다. V(볼트)라는 기호는 그의 이름을 따서 만들어진 것입니다.
1827년 옴(독일) : ‘옴의 법칙’ 발표1827년 옴은 ‘전류는 열의 흐름과 비슷하고 전압은 온도차와 비슷하다’는 말로 전압과 전류의 개념을 설명했습니다. 그리고 전압과 전류는 비례하는데(V=IR) 비례 상수는 전압과 전류에 의해 정해지는 것이 아니라 전선의 굵기와 길이에 따라 정해진다고 했습니다. 저항의 단위는 옴((Ω)은 그의 이름을 따서 붙인 것입니다.
1831년 패러데이(영국) : ‘전자기 유도 법칙’ 발표패러데이는 여러 실험 후, 코일 두 개를 나란히 두고 한 코일에 전류를 흘릴 때 첫 번째 코일의 전류가 변할 때 만 두 번째 코일에 전기가 발생하는데, 첫 번째 코일의 전류가 늘어날 때와 줄어들 때의 두 번째 코일은 전류 방향은 반대가 되다는 것을 확인했습니다. 이것을 패러데이는 전자기유도 법칙(inducation law)이라고 합니다.
1840년 줄(영국) : ‘줄의 법칙’을 발표줄은 발열량은 저항값에 비례하고 전류의 제곱에 비례한다는 것(I₂R)을 알아내고 1840년에 발표했는데, 이것이 줄의 법칙입니다. 후에 열량(에너지)의 단위는 그의 이름을 따서 j(줄)로 정해졌습니다.
1864년 맥스웰(영국) : ‘맥스웰 방정식’ 발표맥스웰은 5년 넘는 시간 동안 정리하는 작업을 통해 전자기를 표현하는 식을 20개의 방정식 으로 정리했습니다. ‘맥스웰 방정식‘은 전자기 법칙을 정리했다는 의미가 있지만 또 한 가지의 큰 의미가 있는데, 그것은 전자기파의 존재를 예측했다는 것입니다. 맥스웰은 완전히 수학적인 방법만으로 전자기파의 존재를 예측하고 빛도 전자기파의 일종이라는 것을 알아냈습니다.
1879년 에디슨 : 백열전구 발명에디슨의 발명품 중 가장 유명한 것을 꼽으라면 아마 백열등이 될 것입니다. 백열등은 쇠를 불에 넣어 뜨겁게 하면 빨갛게 달구어지는 것과 같은 원리로 빛을 냅니다. 에디슨은 필라멘트를 사용한 백열전구를 만들어 판매하기 시작했습니다.
1882년 최초의 상업발전소: 뉴욕 발전소백열전구를 발명한 에디슨은 일반인이 널리 전등을 사용하기 위해 뉴욕에 발전소를 세웠습니다. 1882년 3대의 직류 발전기로 3000여 개의 백열전구에 전력을 공급하면서 시작되었습니다.
1888년 헤르츠(독일) : ‘전자파‘의 존재 증명헤르츠는 1888년 전자기파의 존재를 확인하는 실험에 성공했습니다. 헤르츠의 발견은 공간을 통해서 전자기파로 신호를 보낼 수 있는 가능성을 보여주었다는 큰 의미도 있습니다.
1895년 뢴트겐(독일) : X선을 발견1895년 뢴트겐이 정체를 알 수 없는 방사선을 발견했습니다. 이 방사선에 ‘X선 (X-ray)’이라는 이름을 붙였습니다. 뢴트겐이 발견해 ‘뢴트겐선’이라고도 불리는 X선은 실제로 고속 전자의 흐름을 물질에 충돌 시켰을 때 생기는 파장이 짧은 전자기파를 말합니다.
1897년 톰슨 (영국) : ‘전자’의 존재를 증명 (1906년 노벨 물리학상 수상)톰슨은 음극선관 실험을 통해 원자(atom)을 이루는 입자의 하나인 전자의 존재를 알아냈습 니다. 1803년 원자설 이후 1913년 수소 원자 모형이 나오기까지 100년 남짓한 과학사에 있 어서 전자의 발견은 원자의 구조를 파헤치는데 있어서 가장 선구적인 사건이었습니다.
1942년 페르미-세계 최초의 원자로 완성1942년 미국 시카고 대학에서 페르미가 설계한 CP-1(원자로)가 세계 최초로 우라늄 핵분열 연쇄반응 실험을 성공하였습니다. 1953년에 미국의 아이젠하워 대통령이 유엔에서 “원자력의 평화적 이용”을 제창하면서 미국의 원자력 기술이 세계에 공개되었고 이로 인해 많은 국가에서 원자력에 관한 연구개발이 시작되었습니다.
1954년 최초의 원자력 발전소 가동1954년 소련에서 세계 최초의 원자력 발전소인 Obninsk가 가동된 것을 시작으로 1956년에는 영국의 Calder hall 원자력 발전소가 가동되었고, 1957년 미국의 Shippingport 원자력 발전소가 운전을 개시하였습니다.
출처 : https://www.keri.re.kr/html/child/sub02/sub02_0201.html
