전기를 만드는 방법(원리)

서론

전기는 우리 문명에 대부분이 연관돼 있다고 해도 과언이 아닐 정도로 실생활에서 많은 부분이 중요하게 연결되어 있습니다. 전기는 우리가 생활해주는 곳을 밝혀주거나 적정온도로 만들어주고, 운반해주는 등의 교통수단등 여러 용도로 사용되고 있으며 우리 생활의 편리함을 더해줍니다 그렇다면, 전기는 어떻게 만들어질까요? 이글에서는 전기가 무엇인지와 생기는 원리에 대해 대해 자세히 알아보겠습니다.

목차
● 전기란?
● 전기는 어떻게 만들어지나?
● 여러가지 전기를 만들어내는 방법
● 결론

전기란?

전기는 전자의 움직임에 의해 생기는 에너지입니다.

구체적으로 말하자면 원자의 구조에서 양성자는 (+) 전하를 전자는 음(-) 전하를 띠는데 이러한 성질을 가진 두 종류의 전하가  같은 전하는 서로 밀어내고 다른 전하는 서로 당기는 생기는 현상을 가지는데 이러한 움직임으로 생기는 에너지를 가리켜서 전기라 합니다

그리스 과학자 탈레스가 호박을 모피에 문질러 보니 물체가 당겨지는 것을 발견해서 호박의 의미인 그리스어 엘렉트론으로부터 유래가 되었습니다. 

 

 

전기는 어떻게 만들어지나?(만들어지는 원리)

 

패러데이 전자기 유도법칙

패러데이 이전에는 물체를 마찰해서 소량의 전기를 만들어 내는 방법이 있었으나 이는 아주소량의 전기였기 때문에 이를 실용화하기에는 무리가 있었습니다. 

그런데 패러데이가 전자기 유도법칙을 발견함으로 인해 대량의 전기를 생산할 수 있게 되었습니다. 

이는 생각보다 간단한데 자석과 도선이 있으면 되는데 도선주위에서 자석을 움직이게 하거나 자석주위에 도선을 움직이면 이를 통해 전류를 만들어 낼 수 있습니다. 

보통  이를 대량으로 만들기 위해 코일(도선)에 자석을 빠르게 돌리거나 자석 주위에 코일을 돌리던가 하면 우리가 원하는 전기가 생긴다

그러려면 자석을 움직이게 하거나 코일을 움직이게 해야 하는데 이러한 운동에너지를 얻기 위해 수력발전등을 통해 또는 화력 원자력 발전등을 통해 운동에너지를 얻어내고 이로 인해 생기는 자석의 움직임을 통해 전기를 생산할 수 있게 되는 것입니다. 

이러한 방법에 대해 아래에서 자세히 적어보도록 하겠습니다.

 

 

 

여러 가지 전기를 만들어 내는 방법

화석 연료를 이용한 발전

화석 연료를 이용해 만들어 내는 방법은 가장 고전적이면서도 전기를 생산하는 널리 알려진 방법 중 하나입니다.

석탄이나 석유, 천연가스로 인한 열을 이용해 코일이나 자석등을 돌리기 위한 에너지로 사용됩니다.

해당 원리를 구체적으로 말하자면 다음과 같습니다. 

화석 연료를 통한 열에너지로 물을 가열하고 이로 인한 증기로 터빈을 회전시키고 이 회전하는 터빈이 해당 발전기를 움직이게 해 전기를 생산합니다.

이 화석연료 방식의 장점으로는 비교적 쉽게 만들어 낼 수 있고 특별한 위험요소 없이 꾸준하게 전기 생산이 가능합니다.

다만 이 방식의 단점은 화석 연료사용으로 인한 매연 방출이 지구의 환경을 오염시키는 문제가 있습니다. 

원자력 발전

 

원자력 발전은 원자의 핵의 붕괴로 오는 열 에너지를 이용해서 증기로 터빈을 돌려 전기를 만드는 방법입니다.

 

원자력 발전의 장점으로는 대량의 열 에너지를 꾸준하게 얻을 수 있고 이를 통해 전기를 안정적으로 생산할 수 있습니다.

다만 건설 비용 문제와 핵의 폐기물 처리 문제와 시설 붕괴 시 이에 대한 피해가 막대한 문제점을 가지고 있습니다. 

 

신재생 에너지 발전

신재생 에너지는 자연 친화적인 에너지원으로, 부작용이 없는 순수 자연에서 얻을 수 있는 지속 가능한 에너지입니다..

 

태양광 발전

태양의 열에너지를 전기로 변환합니다.

 

풍력 발전

 바람이 있는 곳에 큰 프로펠러를 달아 이를 회전하는 에너지를 터빈을 움직이게 하여  전기를 만들어 냅니다

 

수력 발전

 댐에서 떨어지는 물의 흐름을 활용하여 터빈을 돌리고  이를 통해 전기를 만들어 냅니다.

 

지열 발전

지하의 열을 이용하여 증기를 생성하고 이 증기의 힘으로 터빈을 회전시켜 전기를 생성합니다..

 

해양 에너지

해수의 조류 및 파도 등의 움직임을 이용해 전기를 생산합니다.

 

연료전지

 

연료전지는 화학반응을 통해 전기를 만들어내는 방법으로, 수소 연료와 산소를 사용합니다.

작동 원리는 수소와 산소를 연료전지에서 화학반응을 일으켜 이로 인해 전기와 물을 생성하는 방법입니다

수소차 광고에서 차에서 물만 나오고 전혀 환경에 위해한 어떠한 것도 나오지 않는 것을 볼 수 있는데 이것이 연료전지를 이용한 방법으로 운영되는 것이라 할 수 있습니다. 

이 방법의 장점으로는 앞서 말한 대로 친환경적이며 꽤 높은 효율성을 가집니다

다만 단점으로는 수소의 저장이 꽤나 어려운 과정이고 이를 운반이 만만치 않은 듯 이에 대한 인프라 구축에 많은 비용이 들어갑니다.

 

결론

전기는 무엇인지와 자석과 코일 등으로 만들어지는 전기를 만드는 방법에 대해 알아보았습니다. 

이 전자기유도법칙을 통해 여러 다량의 전기를 만들 수 있는 방법들이 만들어졌고 이로 인해 지금과 같은 안락하고 편안한 생활을 할 수 있게 되었습니다. 

다만 좀 더 자연친화적인 전기 생산방식이 개발되어 부작용 없이 충분한 양의 전기가 안정적으로 공급되길 바라봅니다.