모터를 돌리면 전기가 생긴다고?! 발전기와 동전의 앞뒤처럼 붙어 있는 뜻밖의 관계
사이언스 트레이너 구와코 켄입니다. 매일이 실험.
건전지를 빼고 모터를 돌리면 어떻게 될까요?
모터에 건전지를 연결하면 모터가 빙글빙글 돌아갑니다. 
“그렇게 당연한 얘기를 왜 하는 거야?” 하고 생각하실 수도 있겠죠. 그럼 이번에는 건전지를 연결하지 않고, 모터 축을 손가락으로 억지로 돌리면 어떻게 될까요? 사실 여기에 전기 세계의 커다란 비밀이 숨어 있답니다.
방법은 아주 간단합니다. 모터 축을 손가락으로 잡고 돌리기만 하면 됩니다. 다만 손가락만으로는 속도를 내기가 어려워서, 축에 막대를 대고 문질러서 돌려 보았습니다. 막대를 쓱쓱 문지르듯 돌리면 손가락보다 훨씬 힘차게 돌릴 수 있어요.
이 상태로 모터를 전류계에 연결하고 축을 돌려 보니, 세상에, 전류가 흐르는 게 아니겠어요? 건전지는 어디에도 연결되어 있지 않은데 전기가 만들어진 겁니다. 아래 영상을 한번 보세요.
이번에는 이 모터를 다른 모터에 연결하고, 처음 모터의 축을 돌려 보았습니다. 그랬더니 연결한 쪽 모터의 축이 돌아가기 시작했어요.
돌린 모터에서 전기가 만들어지고, 그 전기가 전선을 타고 흘러 또 다른 모터를 움직인 거죠. 마치 전기가 바통을 이어받는 릴레이 같지 않나요?
모터와 발전기는 동전의 앞뒷면
그렇습니다. 모터와 발전기는 동전의 앞뒷면처럼 하나였던 거예요.
모터 안에는 자석과 코일(전선을 빙글빙글 감아 놓은 것)이 들어 있습니다. 코일에 전류를 흘리면 자석의 힘을 받아 코일이 회전하는데, 이것이 바로 모터의 원리입니다. 반대로 자석 옆에서 코일을 돌리면 코일 안에 전류가 생겨납니다. 이 현상을 전자기 유도라고 하며, 발전기의 원리이기도 합니다. 똑같은 부품으로 전기에서 회전을 만들어 낼 수도 있고, 회전에서 전기를 만들어 낼 수도 있다는 말이죠.
가까운 예로 손으로 돌리는 수동 발전기 안에도 모터가 들어 있습니다. 핸들을 돌려 꼬마전구에 연결하면 전구에 불이 들어오는 ‘발전기’로 활약하죠.
그런데 수동 발전기의 단자에 건전지를 연결하면, 이번에는 아무것도 하지 않았는데도 핸들이 저절로 움직이기 시작합니다. 발전기로 쓰던 녀석이 어느새 모터로 변신해 버리는 거예요.
우리 주변에도 ‘모터로 발전’이 가득
이 원리는 사실 우리 생활 속에서도 대활약하고 있습니다. 예를 들어 전기차나 하이브리드차는 브레이크를 밟을 때 모터를 발전기로 사용해서 전기를 만들고, 그 전기를 배터리에 저장합니다. 전철에서도 브레이크를 걸 때 발전을 해서 전기를 모아 두는 회생 브레이크라는 장치가 쓰이고 있고요. 달릴 때는 힘차게 일하던 모터가 멈출 때는 발전기로 변신하는 거죠.
발전소의 발전기도 기본 원리는 똑같습니다. 물의 힘이나 증기의 힘으로 커다란 축을 돌려서 전기를 만들어 내는 거예요. 실험에서 손가락과 막대로 돌려 보았던 작은 모터와 거대한 발전소의 발전기는 알고 보면 한 식구인 셈입니다.
여러분도 장난감 모터로 꼭 한번 해 보세요. 늘 전기로 움직이던 모터를 내 손으로 직접 돌려서 전기를 만들어 보는 경험은 분명 잊지 못할 추억이 될 거예요.
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