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휴대용 가스레인지는 건전지도 없는데 왜 손잡이를 돌리면 불꽃이 튈까?
건전지도 없는 휴대용 버너는 손잡이를 «딸깍» 돌리기만 하면 어디서 불꽃을 얻을까요?
무슨 일이 일어났나
석영 같은 어떤 결정은 힘을 받아 찌그러지면 양쪽 면에 전하가 생겨 전기가 만들어집니다 — 압전 효과입니다. 1880 년 프랑스의 피에르 · 폴자크 퀴리 형제가 힘을 받은 결정에서 전기가 생김을 실험으로 보였습니다(MagLab).
시뮬레이터에서 생긴 전하는 누르는 힘에 비례해 10 N 이면 3.00 nC · 300 V, 200 N 이면 60.0 nC · 6.00 kV 입니다. 전하는 아주 적지만 결정 양끝의 전기 용량이 작아 전압이 높게 올라갑니다.
점화 장치는 이 순간의 높은 전압을 전선으로 버너 옆 좁은 틈까지 보내 불꽃을 튀깁니다. 시뮬레이터의 압전 계수 · 전기 용량은 실제 점화기 값이 아닌 모형 값입니다.
거꾸로 석영 결정에 전기를 걸면 일정한 진동수로 떠는데, 석영 시계는 이 압전 성질로 시간을 잽니다(NIST).
💡 생활 속 예시
- 손목의 석영 시계 · 벽시계 속 작은 석영 결정도 압전 성질로 일정하게 떨며 1 초를 셉니다(NIST).
- 전자 드럼 패드처럼 두드리는 힘을 전기 신호로 바꾸는 센서에도 누르면 전기가 생기는 압전 소자를 씁니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 물리학 · 전기와 자기
출처
이어서 보기
같은 단원 · 반도체와 전자 소자
- 개념전기가 통하는 정도로 나눈 물질 (도체 · 부도체 · 반도체)
- 개념전자가 머무는 층 (에너지띠)
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- 개념압전 효과
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