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연기 감지기

천장의 연기 경보기는 눈도 코도 없는데 어떻게 연기를 알아챌까요?

무슨 일이 일어났나

집에서 쓰는 연기 경보기는 크게 이온화식과 광전식 두 가지입니다(미국 소방청).

광전식은 빛의 흩어짐(산란)을 쓰는 감지기입니다(NIST). NIST 시험에 쓴 광전식 경보기 한 대는 깨끗한 공기에서 신호가 거의 0 V 였고, 연기가 들어오면 신호가 커졌습니다.

시뮬레이터 상자는 이를 단순하게 그린 것입니다: 지름 0.5 µm 연기 알갱이(예로 든 값)가 1 cm³ 에 1 만 개면 옆 받개에 오는 빛이 1.05×10⁻⁴ /(m·sr) 로 경보 수준(5×10⁻⁵)을 넘고, 100 개면 1.05×10⁻⁶ 으로 조용합니다.

이온화식은 방사선으로 상자 속 공기를 이온으로 만들어 작지만 일정한 전류를 흘리고, 들어온 연기가 그 전류를 끊으면 경보를 울립니다(NRC).

미국 소방청은 연기 경보기를 한 달에 한 번 시험하고 10 년마다 통째로 바꾸라고 합니다.

💡 생활 속 예시

부엌에서 고기를 굽다 연기가 자욱해지면 거실 천장의 경보기가 울리기도 합니다.
집 천장의 연기 경보기는 시험 단추를 눌러 한 달에 한 번 소리가 나는지 확인합니다(미국 소방청).

어떤 부품이 무엇을 하나

빛 내는 곳 — 어두운 상자 안으로 빛줄기를 보냅니다.
빛 받개 — 빛줄기 옆에 놓여 연기 알갱이가 흩은 빛만 받습니다.
어두운 상자 — 연기가 드나드는 통로이자, 받개에 엉뚱한 빛이 들지 않게 하는 칸입니다.
판단 회로 — 받개 신호가 정해 둔 수준을 넘으면 경보를 울립니다.
이온화식의 아메리슘-241 — 요즘 감지기 한 대에 1 마이크로퀴리 이하가 들어 공기를 이온으로 만듭니다(NRC).

불이 나면 연기 알갱이가 경보기 상자 안으로 들어옵니다.
상자를 가로지르던 빛이 연기 알갱이에 부딪혀 여러 방향으로 흩어집니다.
흩어진 빛 일부가 빛줄기 옆의 받개에 닿습니다.
받개 신호가 정해 둔 수준을 넘으면 경보음이 울립니다.
연기가 빠져 깨끗한 공기로 돌아오면 받개가 다시 어두워집니다.

확인된 값

이온화식 연기 감지기는 방사선으로 방 안 공기를 이온으로 만든다: ionize air 출처
이온 덕분에 작지만 일정한 전류가 흐른다: small steady current 출처
연기가 들어오면 전류가 끊겨 경보가 울린다: smoke interrupts current 출처
요즘 감지기 한 대의 아메리슘-241 — 1 마이크로퀴리 이하 (3.7 × 10⁴ Bq 이하): 37000 Bq 출처
방사성 물질을 쓴 연기 감지기의 첫 배포 허가 — 1963 년 (미국 원자력위원회 AEC): 1963 출처
연기 경보기의 두 가지 — 이온화식 · 광전식: ionization, photoelectric 출처
연기 경보기는 한 달에 한 번 시험한다: monthly 출처
연기 경보기는 통째로 10 년마다 바꾼다: 10 년 출처
광전식 감지기 = 빛의 흩어짐(산란)을 쓰는 감지기: photoelectric (scattering) 출처
NIST 시험의 광전식 경보기 하나: 깨끗한 공기에서 신호 약 0 V, 연기가 들면 커짐: 0 V 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(중학교) · 빛과 파동
잉글랜드 · KS3 Physics: Light waves

출처

https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/smoke-detectors.html(확인 2026-11-12)
https://www.usfa.fema.gov/prevention/home-fires/prepare-for-fire/smoke-alarms/(확인 2026-11-12)
https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/TN/nbstechnicalnote1455-1r2007.pdf(확인 2026-11-12)

이어서 보기

하늘이 파란 까닭 (레일리 산란)

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