백과

전기가 실제로 이용되기 시작한 것은 19세기에 들어서면서부터이다. 1820년, 덴마크의 물리학자이자 화학자인 한스 크리스티안 외르스테드는 전류 때문에 나침반의 바늘이 꺾일 수 있다는 것을 발견했는데, 이것은 전기와 자기 사이에 관계가 있을 수도 있다는 최초의 단서였다. 불과 일주일 후, 프랑스의 앙드레마리 앙페르가 좀 더 명확한 증거를 내놓는다.

앙페르는 프랑스 과학 아카데미 회원들을 모아놓고, 평행하게 놓인 두 가닥의 전선에 전류를 흘리면 전류의 방향에 따라 전선이 서로 끌어당겨 지기도 하고, 밀어내기도 하는 모습을 보여주었다. 이듬해에 마이클 패러데이는 수은이 담긴 접시 위에 자석을 놓고 전선을 늘어뜨린 뒤 전선을 수은에 담그는 실험을 한다. 전선에 전류를 흘리자 수은이 자석 주위를 회전하는 것을 볼 수 있었고, 패러데이는 이 현상에 ‘전자기 회전(electromagnetic rotation)’이라는 이름을 붙여주었다(이 현상의 발견은 후에 전기 모터 개발의 바탕이 된다).

이처럼 전기와 자기는 서로 영향을 주고받는 존재여서 자기장이 변화하면 전기장이 형성되고, 전기장이 변화하면 자기장이 형성된다.

하지만 패러데이는 이 연구를 계속할 시간이 없었고, 최초의 전자석은 패러데이가 아닌 미국의 과학자 조셉 헨리가 1825년에 만들었다. 헨리는 절연이 된 전선을 자석 주위에 감고 전류를 흘리면 자석의 자력이 엄청나게 강해진다는 사실을 발견했다. 그가 만든 전자석 중에는 거의 약 1,600kg의 무게를 들어 올릴 수 있는 것도 있었다.

헨리의 계속된 연구는 전신(電信, electric telegraph) 장치 개발의 바탕이 되기도 했다. 헨리는 학교인 알바니 아카데미에 약 1.6km에 이르는 길이의 전선을 설치하고 전기를 이용해 반대편에 있는 종을 울리는 데에도 성공했다. 전신 장치를 만들어낸 것은 사무엘 모스지만, 전신의 개념을 제시한 것은 조셉 헨리였다.

전기와 관련해 단 한 명의 인물을 꼽아야 한다면 아마도 마이클 패러데이일 것이다. 그는 1820년대의 첫 실험 이후 전기 연구에 많은 시간을 할애하지 못 했다. 그럼에도 불구하고 1831년에 전기 유도 법칙을 발견하는 업적을 남겼다. 실험에서 커다란 반지 모양의 금속에 두 가닥의 전선을 양쪽에 감고 한쪽 전선에 전류를 흘리자 반대편 전선에도 전류가 유도되어 흘렀다. 그리고 6주 후에는 영구자석을 움직여 자석 주위의 전선에 전기가 발생하게 하는, 최초의 발전기를 만들어내는 데 성공했다. 패러데이의 법칙에 따르면 자속(磁束, magnetic flux)이 변화하면 이에 비례하여 기전력(起電力, electromotive force)이 만들어진다.

지금도 모든 발전기는 이 원리에 따라 동작하는 것이다. 또한 패러데이는 전극(電極, electrode), 양극(陽極, anode), 음극(陰極, cathode), 이온(ion)과 같은 용어를 만들어냈다. 그가 생각한 이온은 분자의 일부로서 양극과 음극 사이에서 전기를 운반하는 존재였다. 전해질 용액과 이온의 관계는 스웨덴의 화학자인 스반테 아레니우스에 의해 밝혀졌으며 아레니우스는 이 업적으로 1903년 노벨화학상을 수상했다.