날씨가 많이 쌀쌀해졌다. 요즘이야 계절이 바뀌면 그때마다 어울리는 낭만을 떠올리지만 예전에는 겨울을 나기 위한 월동준비로 서민들의 마음이 무거워지는 시기였다.
연탄을 사들이고 보일러 기름을 넣고 또 바람이 새지 않도록 창문이나 현관문에 문풍지를 붙이느라 바빠지기 마련이었다. 요즘은 전기보일러, 전기난로, 전기장판 등 공해도 없고 편리한 난방기구 들이 많이 생겨났다.
기술도 무척 좋아져서 하나의 콘센트에 여러 전기기구를 꽂아 사용하거나 또는 물 묻은 손으로 만지는 등의 안전수칙을 어기지만 않는다면 안전하게 사용할 수 있는 전열기구들이 시장에 많이 선보이고 있다. 전기는 그 자체보다는 여러가지 형태로 변환되어 사용될 수 있다는 것이 다른 에너지원과는 구별되는 장점이 아닌가 싶다.
빛으로 변환되어 어둠을 밝혀주기도 하고, 열을 내서 추위로부터 보호해 주기도 하며, 연약한 인간이 하늘을 날고 바다 위를 달리도록 놀라운 동력 에너지를 만들어 주기도 한다. 그러면 전기는 어떻게 만들어지며 또 눈에 보이지 않는 전기가 어떻게 운동 에너지를 만들어낼 수 있을까 ?
전기를 이용해서 운동 에너지를 만들기 위해서는 자기라는 또 다른 힘이 필요하다. 전기가 흐르는 도선 주위에 나침반을 가까이 가져가면 나침반은 눈에 보이지 않는 어떤 힘을 받아 움직이게 된다.
나침반을 움직이게 하는 이 힘이 바로 자기력인데 이것은 자석에서 발생하는 힘과 같은 것이다. 전기를 이용하면 자석이 가지는 힘을 낼 수 있다. 기다란 철심에 코일을 감아 전류를 흘리면 전자석이 만들어 지는데 이것 역시 전기를 이용하여 자기를 만들어낸 한 예이다.
한편, 자기를 발생시킬 수 있는 자석 사이에 코일을 감은 회전체를 돌려주면 전기가 발생된다. 반대로 자석사이에 위치한 회전체에 전기를 흘려주면 회전력이 발생하는데 이것이 전동기이다.
즉, 전기를 가해 회전력을 얻은 기계가 전동기이고 원리를 반대로 이용하여 회전력을 가해 전기를 얻어내면 발전기가 된다. 전기에너지만을 이용한다면 우리가 전기를 이용하여 할 수 있는 일을 지금의 반으로 줄어들었을지도 모른다. 하지만 전기와 더불어 자기라는 존재가 그림자처럼 항상 따라다닌다는 사실의 발견이 전기의 위력을 한층 더 배가시켰다.
발전기의 발명을 시작으로 증기기관만을 사용하던 인간의 생활에는 많은 변화를 가져오게 되었다. 수력을 이용해서 발전기의 회전력을 얻으면 수력발전, 뜨거운 증기를 이용하여 터빈을 돌려 전기를 얻으면 화력발전이 된다.
석탄, 기름을 사용하여 발전하던 화력발전에 이어 요즘은 원자력이 이용되면서 보다 많은 전력을 값싸게 얻을 수 있게 되었다. 아마도 앞으로 인류가 존재하는 한 전기는 뗄 수 없는 에너지원으로 우리곁에 남아 있게 될 것이다.
/한병성 (전북대 교수)