마이클 패러데이의 전자기 유도 발견 2

솔레노이드와 전자석의 발견

앙드레마리 앙페르는 도선을 빙빙 감아 전류를 흘려 보내는 실험을 했습니다. 그러자 도선의 주위에 마치 막대 자석의 주위에 생기는 자기장처럼, 자기장이 생기는 것을 발견했습니다. 그는 이 빙글빙글 감은 도선을 솔레노이드라고 명명했습니다. 솔레노이드는 코일을 말하는 것 입니다. 1825년 영국의 윌리엄 스터전(William Sturgeon)은 앙페르가 발견한 솔레노이드의 현상에 대해 실험을 하면서, 코일 가운데에 철봉을 넣자 자기장이 강해지는 현상을 발견했습니다. 당시 절연된 전선이 없었기 때문에 그는 니스로 절연된 철심을 사용했습니다. 그는 철심 양 끝쪽의 자기장이 더 강해지는 것을 깨닫고, 말굽형으로 구부러진 철심을 사용하여 자석의 극이 같은 쪽에 오도록 해보았습니다. 이 실험에서는 철심에 도선을 18회 감았는데, 이 장치는 약 200g이었지만 코일에 전류를 흘려 넣었을 때 4kg 정도의 무게를 들어 올릴 수 있었습니다. 그는 이 장치를 전자석이라고 명명하였고, 이렇게 세계 최초의 전자석이 발명이 되었습니다. 하지만 그의 전자석은 그리 강하지 않았습니다. 그는 도선이 아닌 철심을 절연했기 때문에, 도선의 감을 수 있는 횟수가 끊임없이 제한되었기 때문입니다. 그 후 미국의 조셉 헨리가 스터전의 전자석을 개선하기 위해 노력했습니다. 1829년 헨리는 철심에 실크로 절연된 전선을 조밀하게 감아서 매우 강력한 전자석을 만들었습니다.

전자기 유도의 발견

마이클 패러데이는 솔레노이드와 전자석이 발명 된 후 전자기 연구의 작업을 재개했습니다. 데이비가 이 세상을 떠난 지 2년 후인 1831년, 그는 도넛모양의 철심(철의 고리)에 2개의 코일을 각각 감아 한쪽 코일은 배터리에 연결하고, 다른 코일을 검류계에 연결했습니다. 그가 배터리가 연결된 코일에 전류를 흘렸을 때, 그 순간에 다른쪽 코일에 부착된 검류계의 바늘이 반응하였으나, 잠시 후 원래 위치로 돌아갔습니다. 또 전류를 끊은 순간에도, 검류계의 바늘이 흔들렸으나, 역시 잠시 후 원래의 위치로 돌아왔습니다. 이것은 전류가 계속 흐르고 있거나 흐르지 않는 상태에서는 한쪽 코일에서 다른 쪽 코일로 전류가 넘어오지 않지만, 전류가 흐르기 시작한 순간과 흐름을 멈춘 순간에는 한쪽 코일에서 다른쪽 코일로 전류가 넘어온 것을 의미합니다. 이어서 그는 비어있는 코일 안에서 자석을 움직일 때 코일에 전류가 흐르는 것을 발견했습니다. 패러데이가 발견한 현상을 전자기 유도라고 합니다. 한스 크리스키안 외르스테드는 전기장를 변화시킴으로써 자기장를 변화시키는 데 성공했지만, 패러데이는 반대로 자기장를 변화시킴으로써 전기장를 변화시키는데 성공했습니다. 패러데이의 전자기 유도의 발견은 세계 최초로 발전기의 발명이기도 했습니다. 그는 전기를 운동으로 변화시키는 모터를 발명하고, 운동을 전기로 변환하는 발전기를 발명했습니다. 이렇게 전기와 자기 사이에 관계가 있음을 밝혀낸 패러데이가 그 다음으로 관심을 가진 것은 빛과 전기의 관계를 알아내는 연구였습니다.