정전기의 성질·크기
정전기에는 플러스 정전기와 마이너스 정전기가 있다는 것을 앞에서 설명했습니다.
여기에서는 그 두 종류의 정전기가 어떤 성질을 가지고 있는지 설명합니다.
쿨롱의 힘(정전기에 작용하는 힘)
플러스 정전기와 마이너스 정전기 사이에는 전기적인 힘이 작용합니다. 그 힘은 자석과 매우 유사하므로 자석을 예로 들어 설명하겠습니다.
자석에는 S극과 N극이 있습니다. S극과 N극을 접근시키면 자석이 서로 끌어당기고, 반대로 같은 극끼리 접근시키면 서로 반발합니다. 즉 S극과 N극 사이에는 서로 당기는 힘이, 같은 극 사이에는 반발하는 힘이 작용한다고 할 수 있습니다. 이 힘을 「자력」이라고 합니다.
정전기에도 자석과 같은 현상이 일어납니다. 플러스로 대전된 것과 마이너스로 대전된 것은 서로 끌어당기고, 반대로 플러스로 대전된 것들, 마이너스로 대전된 것들은 서로 반발합니다.
따라서 대전된 물체에는 힘이 작용하여 플러스로 대전된 물체와 마이너스로 대전된 물체에는 서로 당기는 힘이, 같은 형태로 대전된 물체 사이에는 반발하는 힘이 작용한다는 것을 알 수 있습니다. 이 힘을 「쿨롱의 힘」이라고 합니다.
대전 서열
정전기에는 플러스 정전기와 마이너스 정전기가 있다는 것을 지금까지 이야기했는데, 어떤 물체가 플러스로 대전되고 어떤 물체가 마이너스로 대전되는 것일까요.
그 성질을 알기 쉽게 표현한 것이 대전 서열입니다.
대전 서열을 보면 어느 재질이 플러스로 대전되기 쉽고 어느 재질이 마이너스로 대전되기 쉬운지 알 수 있습니다. 예를 들면, 나일론은 플러스로 대전되기 쉽고 폴리에스테르는 마이너스로 대전되기 쉬운 재질입니다. 폴리에스테르와 나일론이 부딪힌 경우에는 나일론이 플러스로 대전되고 폴리에스테르는 마이너스로 대전됩니다.
또한 대전 서열에 표시된 2가지 재질은 거리가 멀수록 큰 정전기를 일으킵니다.
대전 서열을 이용하면 해당 재질이 플러스와 마이너스 중 어느 쪽으로 대전되기 쉬운지, 발생하는 정전기가 큰지 작은지 두 가지를 알 수 있습니다. 정전기로 인한 문제가 발생했을 때 대전 서열을 활용하면 해결될 가능성이 있습니다.
- 대전 서열
대전량의 기준
사람의 몸도 대전됩니다. 자동차에 탈 때 따끔거리는 것은 인체에 대전된 정전기가 방전되기 때문입니다. 일상 생활 속에서 사람이 느끼는 가벼운 통증이 수반되는 정전기의 대전량은 약 3 kV라고 합니다. 1 kV 이하의 정전기는 사람이 거의 느끼지 못합니다.
그러나 제조 현장 등 품질 관점 또는 위생면에서 엄격하게 관리되는 장소에서는 사람이 느끼지 못하는 수준의 미세한 정전기도 트러블의 원인이 될 수 있습니다. 정전기나 방전이 원인이 되어 일어나는 장애는 먼지 부착, 기기 불량부터 발화·폭발까지 다양합니다. 따라서 사람이 느끼지 못하는 수준의 정전기라도 계측이나 관리가 필요한 상황이 있습니다.
| 인체의 전격 전위[KV] | 전격의 강도 |
|---|---|
| 1.0 | 전혀 느껴지지 않는다. |
| 2.0 | 손가락 겉에서 느껴지지만 통증은 없다. |
| 3.0 | 바늘에 찔린 듯한 느낌이 있으며 따끔하다. |
| 5.0 | 손바닥부터 아래팔까지 아프다. |
| 6.0 | 손가락 통증이 강하며 위팔이 무겁게 느껴진다. |
| 7.0 | 손가락, 손바닥에 강한 통증과 저림이 느껴진다. |
| 8.0 | 손바닥부터 아래팔까지 저린 느낌을 받는다. |
| 9.0 | 손목에 강한 통증이 있고 손이 저린 느낌을 받는다. |
| 10.0 | 손 전체에 통증과 전기가 흐른 느낌을 받는다. |
| 11.0 | 손가락이 강하게 저리고 손 전체에 강한 전격을 느낀다. |
| 12.0 | 손 전체가 강타당한 느낌을 받는다. |
「정전기 안전 지침」 산업 안전 연구소편
- 용어 설명
- 전격의 강도···방전으로 전류를 받았을 때 느끼는 충격
- 전격 전위···인체와 대전물의 전위차. 인체에 대한 대전량
