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선이 연결되지 않았는데 불이 켜진다! 코일 위 LED가 순간 반짝, 상호 유도의 신비

2026年11月3日 / Last updated : 2026年11月3日桑子研 Science

선이 연결되지 않았는데 불이 켜진다! 코일 위 LED가 순간 반짝, 상호 유도의 신비

사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험!

실습생 K 선생님이 상호 유도 실험을 하고 있어서 옆에서 구경했어요. 예전에 썼던 파스칼 전선을 코일 모양으로 감은 것을 코일 1, 에나멜선을 감은 또 하나를 코일 2라고 할게요. 코일 1 위에 코일 2를 올려 둡니다.

코일 1은 전원 장치에 연결해서 직류 전류 4A가 흐르는 상태로 만들어 둡니다. 반면 코일 2에는 LED가 달려 있어요. 전원에는 연결되어 있지 않습니다.

이제 코일 1의 스위치를 켰다 껐다 하면, 그 순간 전류가 크게 변하면서 LED에 불이 들어옵니다.

어떻게 연결도 안 된 LED가 켜지는 걸까?

코일에 전류가 흐르면 주위에 자기장(자석의 힘이 작용하는 공간)이 생깁니다. 스위치를 켜면 전류가 0A에서 4A로 단숨에 늘어나기 때문에 자기장도 한꺼번에 강해져요. 반대로 끄면 자기장이 한꺼번에 약해집니다.

코일 2의 입장에서 보면, 자기 안을 지나가는 자기장이 갑자기 바뀐 셈이에요. 코일 속 자기장이 변하면 코일에 전압이 생기고 전류가 흐르는데, 이것이 바로 전자기 유도입니다. 이 전류가 LED로 흘러서 LED가 켜지는 거예요.

이처럼 한쪽 코일의 전류 변화 때문에 다른 쪽 코일에 전류가 생기는 현상을 상호 유도라고 해요. 같은 코일 자신의 전류 변화로 전압이 생기는 현상은 자체 유도라고 부릅니다.

이번 실험은 코일을 두 개 사용했으니 상호 유도인 거죠.

LED가 켜지는 건 전류가 ‘변하는 순간’뿐!

여기서 중요한 포인트! LED가 켜지는 건 전류가 변하는 순간뿐이라는 점이에요. 4A의 전류를 계속 흘려도 전류가 일정할 때는 자기장도 변하지 않기 때문에 코일 2에는 전류가 생기지 않고, LED도 켜지지 않습니다.

또 스위치를 켤 때와 끌 때는 자기장의 변화가 반대라서 코일 2에 흐르는 전류의 방향도 반대가 돼요. LED는 전류를 한 방향으로만 통과시키기 때문에, 하나만 달면 방향이 맞는 쪽 순간에만 켜집니다. 반대 방향으로 LED를 하나 더 달아 주면 켤 때도 끌 때도 반짝이는 모습을 볼 수 있어요.

우리 주변에도 ‘상호 유도’가 숨어 있어요

코일 사이에서 전기 에너지를 주고받는 이 원리는 우리 생활 속에서도 쓰이고 있습니다.

・변압기(트랜스): 교류 전압을 바꿔 주는 장치로, 두 코일의 상호 유도를 이용해요.
・IH 조리기: 코일의 전류가 변하면서 냄비에 전류를 일으켜 가열해요.
・무선 충전: 코일끼리 가까워지면 전기가 전달돼요.

눈에 보이지 않는 자기장이 연결되지 않은 코일에 전기를 배달해 준다니, 과학실의 작은 실험이 우리 주변의 도구 속에서도 살아 숨 쉬고 있는 셈이네요.

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