와전류로 하늘을 날다！금속 고리가 공중에 뜨는 전자기 유도의 기적 (츠쿠바 엑스포 센터)
사이언스 트레이너 구와코 켄입니다. 매일이 실험입니다.
알루미늄 포일이 불도 사용하지 않고 공중에 둥둥 떠오른다면, 여러분은 어떻게 생각하시겠어요? 마치 마법 같은 이야기지만, 이건 주방에서 흔히 볼 수 있는 기기인 인덕션 쿠킹 히터에서 실제로 일어나는 현상입니다.
알루미늄 포일이 스르륵 떠오른다?!
주방에 있는 인덕션 위에 알루미늄 포일을 올려놓고 스위치를 켜보면…… 놀랍게도, 알루미늄 포일이 스르륵 공중으로 떠오릅니다!
스위치를 켜면……
동그란 고리가 스르륵 떠올랐습니다!
왜 떠오를까? ‘와전류’의 정체
알루미늄 포일에는 아무런 장치도 하지 않았습니다. 사실 인덕션 내부의 코일이 자기장을 격렬하게 변화시키고, 그로 인해 알루미늄 포일에 강력한 와전류가 흘러 자석끼리 밀어내는 것과 같은 힘이 발생하는 겁니다.
이 현상의 핵심은 전자기 유도라는 원리입니다. 변화하는 자기장 속에 도체(전기가 통하는 물질)를 놓으면, 그 안에 전류가 생겨납니다. 알루미늄 포일 속에서 생긴 전류는 소용돌이치듯 흐르기 때문에 ‘와전류’라고 부릅니다. 그리고 이 와전류가 만들어내는 자기장이 인덕션 내부 코일의 자기장과 서로 밀어내면서, 알루미늄 포일을 위로 밀어 올리는 힘이 탄생하는 것이죠.
이건 마치 자석의 N극끼리 가까이 대면 서로 밀쳐내는 것과 똑같은 원리입니다. 인덕션이 냄비 속 음식을 가열할 수 있는 것도 이 와전류가 냄비 안에서 열을 발생시키기 때문입니다. 떠오르는 힘으로 나타나느냐, 열로 나타나느냐의 차이일 뿐, 근본에 있는 물리 법칙은 동일합니다.
대형 버전은 ‘로켓’처럼 솟구친다!
이것을 대규모로 재현한 장치가 쓰쿠바 엑스포 센터에 있습니다. 묵직해 보이는 금속 고리가 스위치를 켜는 순간 로켓처럼 날아오르는 것입니다! 아래 영상을 꼭 확인해보세요.
저 무거운 금속 고리가 한순간에 튕겨 날아가는 광경은 정말 압도적입니다. 알루미늄 포일 실험에서 느꼈던 ‘스르륵’이, 규모를 키우면 ‘쾅!’이 됩니다. 물리 법칙은 규모가 바뀌어도 변하지 않습니다. 오히려 크게 만들수록 그 힘의 본질이 더욱 선명하게 보이는 게 재미있는 포인트입니다.
와전류에 대해 더 자세히 알고 싶은 분은 아래도 함께 확인해보세요.
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