손으로 돌리는 발전기가 사실 모터였다!? 전기와 에너지의 두 얼굴을 직접 느끼는 실험
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험입니다.
“전기는 어떻게 만들어질까?” “모터는 왜 돌아갈까?”
이런 소박한 궁금증은 교과서의 그림이나 설명만으로는 쉽게 실감하기 어려울 때가 있습니다. 하지만 어떤 도구 하나만 있으면 그 답을 몸으로 이해하는 순간이 찾아옵니다. 그 도구가 바로 손잡이 발전기입니다. 사실 손잡이 발전기는 단순히 ‘전기를 만드는 기계’가 아닙니다. 활용 방법에 따라 전기의 정체, 모터의 원리, 그리고 에너지 변환의 본질까지 한 번에 체험할 수 있는 매우 흥미로운 학습 도구입니다. 이번에는 아이들의 ‘발견’과 ‘놀라움’을 이끌어낼 수 있는 두 가지 실험을 영상과 함께 소개해 보겠습니다. 먼저 아래 영상을 한번 보세요. 신기한 현상들이 연달아 펼쳐집니다.
실험 ① 손잡이 발전기는 모터로도 작동한다!
“손잡이 발전기를 사용해 본 적 있나요?”라고 중학생들에게 물어보면 대부분의 학생들이 “있어요!”라고 답합니다. 하지만 실제로는 10~20% 정도의 학생들이 “한 번도 본 적이 없어요”라고 말하기도 합니다. 그래서 직접 만져 보고, 돌려 보고, 전기의 신비를 몸소 느껴 보는 경험은 학생들의 호기심을 자극하는 좋은 기회가 됩니다.
먼저 손잡이 발전기를 LED에 연결한 뒤 손잡이를 돌려 봅시다. LED에 불이 들어오는 것을 확인할 수 있습니다. 여기까지는 발전기로서의 역할입니다.
그렇다면 이번에는 손잡이 발전기를 건전지에 연결하면 어떤 일이 일어날까요?
놀랍게도 손잡이 발전기의 핸들이 저절로 회전하기 시작합니다.
그렇습니다. 손잡이 발전기는 발전기인 동시에 모터이기도 합니다. 이 현상의 핵심은 발전기 내부에 들어 있는 코일과 자석에 있습니다. 건전지에서 나온 전류가 코일에 흐르면, 그 전류는 자기장 속에서 힘을 받게 되고, 그 결과 코일이 회전합니다. 이것이 바로 모터의 원리입니다.
즉, 평소에는 손잡이를 돌려 전기를 만드는 ‘발전기’로 작동하던 장치가, 전기를 공급받으면 ‘모터’로 작동하게 되는 것입니다. 이러한 두 가지 얼굴이 바로 이 실험의 핵심입니다.
전자기 유도에 의해 운동 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 발전기와, 전류가 자기장으로부터 받는 힘을 이용해 전기 에너지를 운동 에너지로 바꾸는 모터는 사실상 같은 구조를 바탕으로 만들어진 장치인 셈입니다.
실험 ② 발전기 두 대를 연결하면 한쪽 핸들이 저절로 돌아간다!
이번에는 발전기를 한 대 더 준비해 두 대의 손잡이 발전기를 전선으로 연결해 보겠습니다. 과연 어떤 일이 일어날까요?
놀랍게도 한쪽의 핸들을 돌리면 다른 쪽의 핸들이 저절로 회전하기 시작합니다.
이 현상은 에너지 변환이 연속적으로 일어나기 때문입니다.
손잡이를 돌리는 운동 에너지가 첫 번째 손잡이 발전기 안에서 전기 에너지로 변환되고(발전기 역할), 그 전기 에너지가 전선을 따라 두 번째 발전기로 전달됩니다. 그리고 두 번째 발전기에서는 다시 운동 에너지로 변환되어(모터 역할) 핸들이 회전하게 되는 것입니다.
“전기는 무엇으로 바뀌었을까?”
“에너지는 어디에서 어디로 이동했을까?”
이런 질문들은 아이들의 사고를 한층 더 깊게 만들어 주는 좋은 출발점이 됩니다.
문의 및 의뢰 안내
과학의 신비와 재미를 더욱 가까이에서 느껴 보세요! 집에서도 할 수 있는 흥미로운 과학 실험과 그 노하우를 알기 쉽게 소개하고 있습니다. 다양한 글도 함께 찾아보시기 바랍니다.
・운영자 쿠와코 켄 소개는 여기
・각종 의뢰(집필·강연·과학 실험 교실·TV 감수·출연 등)는 여기
・새 글 업데이트 소식은 X에서 확인하실 수 있습니다!
과학 아이디어 채널에서는 다양한 실험 영상을 만나보실 수 있습니다!
６月のイチオシ実験！
レモンやオレンジで風船を割ろう！インパクトが抜群のリモネン風船の実験
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ６月３日（水）20:30〜 「
バカリズムのちょっとバカりハカってみた！」（テレビ東京）を科学監修・出演します。テーマは「 そばの出前は何人前まで運べるのか、限界を測ってみた」です。 - ６月４日(木) 7:00〜 「THE突破ファイル」（日本テレビ）について科学監修しました。
- 6月14日（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 6月26日（金） 公開研究会「脱作業化！デジタル化と段階的指導で実現する オームの法則の探究」
- ６月28日（日） ダビンチマスターズ＠昭和女子
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
