백과

도선 안에서 이동하는 전하가 자기장을 만들 수 있다는 사실은 그 당시 과학계를 흥분하게 만든 사건이었다. 일주일 후 외르스테드의 발견을 들은 프랑스의 물리학자이자 수학자인 앙페르는 외르스테드의 실험을 확장하고 세부 분석을 해 프랑스 과학 아카데미에서 발표했다. 다음 날 앙페르는 평행하게 놓인 두 도선이 전류의 방향에 따라 서로를 끌어당기거나 밀어낸다는 사실을 발견했다. 앙페르의 가장 큰 업적은 전기와 자기에 대한 수학적 이론을 만들어낸 것이다.

영국의 화학자이며 물리학자인 패러데이는 전기, 자기, 빛과 같은 현상 사이의 관계를 찾아내기 위해 노력했다. 1821년 패러데이가 발명한 전동기는 도선의 한끝이 지지대에 매달려 있기 때문에 어느 방향으로든 회전할 수 있었다. 반대쪽 전선은 통에 들어 있는 수은에 연결되어 패러데이가 도선을 통해 전류를 흘려보냈을 때 수은의 끝은 원을 그리면서 돌았다.

패러데이가 발견한 힘은 1891년까지 식을 통해 설명되지 않다가 네덜란드의 물리학자인 로렌츠(Hendrik Antoon Lorentz, 1853~1928)가 이 힘을 설명하는 식을 찾아냈다. 로렌츠 힘이라 불리는 이 힘의 크기는 도선을 흐르는 전류와 자기장, 도선의 길이에 비례한다. 전류와 자기장에 수직인 이 힘은 전류와 자기장이 직각으로 놓여 있을 때 가장 강해진다. 이 힘은 모터와 다른 기기들의 바탕이 되었다.

자기장과 전류를 연구하던 마이클 패러데이와 미국 물리 교사였던 조지프 헨리가 패러데이와는 독립적으로 다이너모라고 불리는 초기 발전기를 만들었다. 오늘날 이 사진과 같은 발전기는 같은 원리를 이용하여 다른 형태의 에너지를 전기 에너지로 바꾸고 있다.

ⓒ iStock.com | 저작권자의 허가 없이 사용할 수 없습니다.

패러데이의 이 연구 결과 발표는 그 당시 중요한 두 과학자에게 인정받지 못했고, 대신 다른 분야의 연구 과제가 그에게 주어졌다. 그럼에도 불구하고 자기장의 효과에 대한 실험을 계속해나갔던 패러데이는 그 결과, 밀도가 높은 유리잔을 자기장에 놓으면 유리잔을 통과하는 빛의 편광 방향이 회전한다는 것을 발견했다. 그는 자기장을 이용해 전류가 흐르도록 하는 방법을 찾기 위해 10년 동안 노력해 1831년에 마침내 자기장을 변경해봄으로써, 변하는 자기장이 전류를 발생시킨다는 중대한 사실을 발견했다. 전하의 흐름인 전류는 전하에 힘을 작용하는 전기장에 의해 발생한다. 그 후에도 연구를 계속한 패러데이는 최초의 발전기인 다이너모를 발명했다. 미국의 고등학교 물리 교사였던 헨리(Joseph Henry, 1797~1878)도 패러데이와 거의 같은 시기에 이를 발견했다.