정전기와 어스의 관계
정전기의 크기는 앞 항목의 대전 서열에서 설명했듯이 재질에 따라 다양합니다. 정전기는 모든 물체에서 발생합니다. 또한 정전기로 일어나는 현상도 물체에 따라 다양합니다. 이는 해당 재질에 얼마나 전기가 잘 통하는지와 관계가 있습니다.
우리 주변에는 전기가 잘 통하는 물체와 잘 통하지 않는 물체가 있습니다.
전기가 잘 통하는 물체에는 어떤 것이 있을까요. 많은 분들은 금속을 떠올릴 것입니다. 철이나 구리, 알루미늄 등의 금속은 전기가 잘 통하는 물체입니다.
그럼 전기가 잘 통하지 않는 물체는 어떤 것이 있을까요. 플라스틱이나 고무 등이 대표적입니다.
전기가 통하는 성질은 재질에 따라 각각 다릅니다. 여기에서는 전기가 통하는 성질과 정전기에 대해 설명하겠습니다.
도체와 절연체
금속처럼 전기가 잘 통하는 물체를 「도체(전도체)」라고 합니다. 반대로 전기가 잘 통하지 않는 물체를 「절연체」라고 합니다. 앞에서도 언급했듯이 도체의 대표적인 예에는 철이나 구리 등이 있으며 절연체의 대표적인 예는 플라스틱과 고무입니다.
앞서 설명한 것처럼 두 물체가 부딪히면 정전기가 발생합니다. 부딪힌 물체가 도체건 절연체건 마찬가지입니다. 다만 발생한 정전기의 성질은 도체인지 절연체인지에 따라 아래와 같은 차이가 있습니다.
도체에 발생한 정전기의 이동
도체가 대전되었다고 가정하겠습니다. 그대로 두면 대전 상태가 유지됩니다. 그러나 도체는 「어떤 현상」이 일어나면 즉시 정전기가 없는 원래의 상태로 되돌아갑니다. 「어떤 현상」이란 「어스」입니다.
어스란 도체를 땅(지구)과 연결하는 행위 또는 땅(지구)과 연결된 장비를 의미합니다. 지구는 「매우 크고 전기적으로 안정된 도체」입니다. 지구에 다른 도체를 연결하면 그곳으로 전기가 통하는 길이 생깁니다.
예를 들어 플러스로 대전된 물체를 어스로 연결하면 어스를 통해 마이너스 전기가 지구에서 물체로 공급됩니다. 또한 마이너스로 대전된 물체를 어스로 연결하면 이번에는 물체에 축적된 마이너스 전기가 어스를 통해 지구로 빠져나갑니다.
어스로 연결하면 물체는 정전기가 없는 전기적으로 안정된 상태가 됩니다.
- A: 마이너스로 대전된 도체
- B: 어스로 접속하면 전기가 흐른다.
- C: 정전기가 없어진다.
세탁기나 냉장고 등의 가전 제품에 어스 선이 배선된 것을 본 적이 있을 겁니다. 이것도 축적된 전기가 지구로 빠져나가 가전 제품을 전기적으로 안정된 상태로 만들기 위한 장비입니다.
예를 들어, 세탁기는 모터 등의 상태가 나빠지면 세탁기 본체에 전기가 흘러듭니다. 이 흘러든 전기는 어딘가를 통해 다시 빠져나가려 합니다. 그곳을 사람이 만지면 전기가 인체로 흐릅니다. 이것이 감전입니다. 그런 일이 일어나지 않도록 세탁기나 냉장고는 어스로 연결하여, 누전된 전기가 확실하게 땅으로 흘려가도록 합니다.
도체는 어스로 접속되어 있으면 정전기가 발생해도 금방 어스를 통해 빠져나가기 때문에 대전된 상태가 계속해서 유지되지는 않습니다. 그러나 어스로 연결되지 않은 경우에는 빠져나갈 곳이 없으므로 정전기가 축적된 상태가 계속해서 유지됩니다.
절연체에 발생한 정전기의 이동
절연체에 정전기가 발생한 경우, 도체의 경우와 다른 경과를 거칩니다. 절연체는 전기가 잘 통하지 않기 때문에 어스를 접속해도 축적된 정전기가 빠져나가지 않습니다.
- A: 마이너스로 대전된 절연체
- B: 어스로 접속해도 전기는 흐르지 않는다.
- C: 정전기가 없어지지 않는다.
그럼 절연체의 정전기를 없애려면 어떻게 해야 하는지, 다음 장 「정전기 대책의 종류」에서 설명하겠습니다.
