정전기란? 원인과 정전기가 왜 인체에 해롭지 않은지 알아봐요!
문을 열 때 정전기가 발생하면서 손이 따끔한 경험을 누구나 해봤을 겁니다.
정전기가 왜 발생하는지 그 이유에 대해서 자세히 알아보겠습니다.
정전기란?
정전기의 뜻은 "정지해있는 전기"라는 뜻입니다.
그런데 이 정지해있는 전기가 움직이는 순간 정전기가 발생하게 됩니다.
그 순간 우리는 따끔함! 을 느끼게 되는 거죠!
이제 조금씩 더 자세히 알아볼까요?
원자 / 양전하 / 음전하
정전기를 이해하기 위해서는 양전하, 음전하 개념을 이해하시면 좋습니다.
보통 원자는 양성자와 전자의 수가 같아 전기적 중성 성질을 갖고 있습니다.
-원자에 대해서 알고 싶으면 아래 링크를 참고해주세요!-
2020/03/15 - [회로/회로 이론] - 원자란 무엇인가
그런데 전자가 더해지거나 빼지면 전기적 성질을 갖게 됩니다.
양성자와 전자가 6개씩 갖고 있는 원자가 있습니다.
이 원자가 전자 1개를 잃으면 양성자 = 6개, 전자 = 5개가 됩니다.
전자는 (-) 성질을 갖고 있는데 전자가 1개 더 적으니 (+) 양전하 성질을 갖게 됩니다.
반대로 양성자, 전자가 6개였던 원자가 전자 1개를 더 얻으면 어떻게 될까요?
양성자 = 6개, 전자 = 7개 이므로 음전하 성질을 갖게 됩니다.
이 양전하, 음전하가 바로 정전기의 원인이 됩니다.
실제 예시로 알아볼까요?
빗으로 머리카락을 빗으면 어떻게 될까?
머리카락과 빗이 있습니다.
두 개는 현재 중성상태입니다.
양성자와 전자의 숫자가 같은 상태이죠.
빗으로 머리카락을 빗으면 어떻게 될까?
이제 빗으로 머리카락을 빗어보겠습니다.
머리카락을 빗으로 빗는 순간 머리카락에 있던 전자가 빗으로 이동을 했습니다.
그럼 머리카락은 양전하 성질을 갖고 빗은 음전하 성질을 갖게 되겠죠?
이제 이 빗을 머리카락에 갖다 대면 어떻게 될까요?
머리카락이 빗에 달라붙습니다.
머리카락과 빗 사이에 전자가 이동하면서 머리카락이 움직이게 된 것이죠!
이게 바로 정전기입니다.
이런 정전기는 그냥 애교로 봐줄 수 있죠..
삶에서 정전기로 고생하는 건 바로 따끔!한 충격을 주는 정전기입니다.
인체가 음전하 or 양전하로 상태로 되면?
우리 인체도 원자로 구성되어 있고 전기적으로는 중성인 상태입니다.
그런데 사무실, 집, 헬스장, 특히 카펫을 걷다 보면 우리 몸은 전자를 잃거나 얻게 됩니다.
이 상태서 문고리를 잡으면 어떻게 될까요?
위 그림처럼 우리 몸이 음전하로 대전되었다고 생각해봅시다.
음전하로 대전된 인체가 문고리를 잡으려는 순간
인체에 있던 전자들이 문고리로 순식간에 이동하면서 정전기가 발생합니다.
이때 바로 따끔!하고 정전기를 느끼게 되죠!
정전기 전압
정전기는 보통 몇 볼트일까요?
우리가 가정에서 쓰는 전압은 220V입니다.
우리가 일상생활에서 따끔하고 느끼는 정도의 정전기 전압은 보통 3000V~4000V입니다.
정전기 전압은 220V 보다 몇 배는 강력한 전압입니다.
가정의 220V는 매우 위험한데 왜 정전기는 사람을 해치지 않을까요?
이유는 전류!
이유는 바로 전류입니다!
사실 전압보다 위험한 건 전류입니다.
그런데 정전기는 전압은 매우 높지만 전류는 매우 짧은 시간에 발생하게 됩니다.
위 그래프에 보시면 정전기에서 발생하는 전류가 얼마나 짧은 시간에 발생하고 사라지는지 알 수 있습니다.
정전기의 전류가 최댓값에 도달하는 시간은 1ns입니다.
1ns = 0.0000000001 초입니다.
즉, 너무너무 짧은 시간에 전류가 발생하고 사라지기 때문에 인체에 큰 영향을 미치지 못한답니다.
댓글