2026年10月27日 / Last updated : 2026年10月27日 桑子 研 Science

과학의 마법 ‘전자기 유도’가 대단해! 스이카·파스모 같은 비접촉식 카드의 원리

사이언스 트레이너 구와코 켄입니다. 매일이 실험!

여러분은 매일 출퇴근이나 통학, 쇼핑할 때 Suica나 PASMO 같은 교통카드를 쓰시죠? 정말 편리합니다! 그런데 문득 이런 생각이 든 적은 없으셨나요?

“배터리도 없는데, 어떻게 작동하는 걸까?”

마치 마법처럼 보이는 이 기술, 그 핵심은 대체 어떻게 생겼을까요? 과학자의 호기심이 근질근질해서, 이번에는 과감하게 Suica를 분해해 보기로 했습니다!

Suica의 심장부를 들여다볼까요!

먼저 단단한 플라스틱을 부드럽게 만들기 위해 Suica를 뜨거운 물에 살짝 끓여 봅니다. 카드에 쓰인 접착제를 약하게 만드는 게 목적이죠. 적당한 때에 물에서 꺼내 가위로 카드 가장자리를 조심스럽게 잘라 냅니다. 그리고 옆면으로 커터칼을 쑥 밀어 넣으면… 오오! 예상보다 훨씬 깔끔하게 쩍! 하고 두 장으로 갈라졌습니다. 그리고 그 속을 보고 깜짝 놀랐어요!

그곳에 나타난 것은 작고 검은 IC칩, 그리고 카드 테두리를 빙 둘러 배치된 안테나(코일)였습니다. 배터리처럼 보이는 건 어디에도 없었어요. 바로 이것이 배터리 없이 Suica가 움직이는 마법의 정체였던 겁니다.

보이지 않는 전기로 움직인다! ‘전자기 유도’의 마법

이 안테나(코일)야말로 Suica의 비밀을 푸는 열쇠입니다.

키워드는 ‘전자기 유도’. 과학 시간에 들어 본 적이 있을지도 모르겠네요.

간단히 말하면 “코일 주위에서 자기장(자석의 힘이 작용하는 공간)이 변하면 코일에 전류가 흐른다”는 현상입니다. 개찰구(리더/라이터)에서는 눈에 보이지 않는 자기장이 나오고 있습니다. 게다가 이 자기장은 그냥 나오기만 하는 게 아니에요. 1초에 약 1,356만 번이라는 엄청난 속도로 방향을 바꿔 가며 변하고 있답니다.

Suica를 개찰구에 가까이 대면 카드 안의 코일이 이 변하는 자기장 속으로 들어가게 됩니다. 그러면 코일에 전류가 발생합니다! 이것이 바로 ‘전자기 유도’입니다. 여기서 중요한 건 자기장이 ‘변하고 있다’는 점이에요. 자기장이 일정하면 코일에는 전류가 생기지 않거든요. 그래서 개찰구는 자기장을 엄청나게 빠르게 계속 변화시키고 있는 겁니다.

과학 시간에 배우는 ‘교류’가 여기서 활약하고 있는 셈이죠. 이 전류로 IC칩이 깨어나, 개찰구와 고속으로 정보(잔액 확인이나 요금 차감 등)를 주고받았던 거예요. 다시 말해 Suica는 개찰구에서 “전기를 나눠 받으며” 움직이고 있었던 겁니다. 배터리가 필요 없는 것도 이해가 되죠.

게다가 배터리가 다 닳을 걱정도 없습니다. 참고로 전기를 나눠 받을 수 있는 건 개찰구 근처뿐입니다. 이 방식에서는 카드와 개찰구가 몇 센티미터에서 십수 센티미터 정도의 거리에서만 통신할 수 있어요. 왜 “터치하세요”라고 하는지 이제 알겠죠?

이 전자기 유도는 19세기 영국의 과학자 마이클 패러데이가 1831년에 발견한 역사적인 대발견입니다. 우리가 매일 무심코 하는 개찰구 터치가, 약 200년 전의 발견에서 이어져 온 첨단 기술의 결정체인 셈이죠. 왠지 낭만적이지 않나요!

기술은 카드에서 스마트폰 속으로

자, 이 멋진 기술은 카드에만 해당되는 이야기가 아닙니다. 뒤늦게나마 저도 최근 ‘모바일 Suica’를 아이폰에 넣어 봤어요. 카드를 들고 다닐 필요 없이 스마트폰 하나로 개찰구를 통과할 수 있는 간편함에 정말 감동했습니다!

쓸 때마다 실시간으로 잔액이 표시되는 것도 미래적이라 두근두근해요.

물론 스마트폰을 떨어뜨리거나 배터리가 방전되면 큰일이라는 위험은 있지만, 그걸 뛰어넘는 편리함입니다. “혹시 스마트폰은 전자기 유도가 아닌 걸까?” 하고 잠깐 생각해 봤는데, 사실 이것도 같은 원리예요. 스마트폰에 탑재된 ‘FeliCa’나 ‘NFC’라는 기능이 카드의 코일과 IC칩 역할을 해서, 개찰구와 전자기 유도로 통신하고 있습니다.

그 얇은 카드에 들어 있던 기술이 이제는 우리 스마트폰에 내장되어 생활을 더 편리하게 해 주고 있는 거죠. 오사이후케이타이(FeliCa)에 대해서는 여기를 참고하세요. 꽤 흥미롭습니다. 참고로 이 ‘전자기 유도’는 우리 주변의 다른 곳에서도 대활약하고 있어요.

예를 들어 스마트폰 무선 충전기. 이것도 충전기에서 나오는 변화하는 자기장을 이용해 스마트폰 내부의 코일에 전류를 발생시키는, Suica와 똑 닮은 구조입니다. 사용하는 자기장의 세기나 주파수는 다르지만 원리는 같아요. 스마트폰 충전기 관련 기사도 함께 읽어 보세요.

【分解】ワイヤレス充電器の謎を解け！魔法の正体は「磁気のキャッチボール」だった

하나의 과학적 발견이 시대를 거치며 모습을 바꿔, 우리의 삶을 풍요롭게 해 주고 있다. 이렇게 생각하면 일상 속에 숨은 과학이 더 재미있게 보이지 않나요? 다음에 개찰구에 터치할 때는, 카드 속 코일이 보이지 않는 자기장에서 전기를 받아 내는 모습을 한번 상상해 보세요.

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