SCIENCE 3D | 전기 차폐 (패러데이 상자)

무슨 일이 일어났나

패러데이 상자는 금속으로 둘러싼 상자나 그물로, 바깥 전기장이 금속 속 전자를 다시 늘어서게 해 안쪽의 전하 효과를 없앱니다(MagLab).

시뮬레이터에서 바깥 10 000 V/m 일 때 상자 안 가운데는 7.87 V/m 이고, 바깥을 100 000 V/m 로 열 배 올려도 안은 78.7 V/m 로 같은 비율만 남습니다 — 옆 창문 틈으로 조금 새어 드는 몫입니다.

전하는 금속 겉에 모이므로 상자 지붕 바로 위 전기장은 17 700 V/m 로 오히려 바깥보다 큽니다.

막으려는 전파의 파장에 따라 재료를 고르는데, MagLab 은 아주 낮은 온도 실험실의 창문에 구리 그물을 덮어 패러데이 상자로 만들었습니다.

시뮬레이터는 2 차원 단면을 격자로 푼 단순 모형이라, 실제 3 차원 상자의 숫자와는 다릅니다.

💡 생활 속 예시

엘리베이터 안에서 폰 신호가 약해지는 것은, 둘레의 금속 벽이 바깥 전파를 꽤 막기 때문입니다.
번개가 칠 때 지붕이 금속인 자동차 안에서 창문을 닫고 있으면, 번개 전류가 바깥 금속 껍데기를 따라 땅으로 갑니다(미국 기상청).

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

자동차가 번개에 안전한 것은 고무 타이어가 전기를 막아 주기 때문이다.
미국 기상청은 번개가 차의 바깥 금속 껍데기를 지나 타이어를 거쳐 땅으로 간다고 적습니다 — 지켜 주는 것은 고무가 아니라 금속 껍데기입니다. 출처

누가 왜 찾았나

1830 년대에 영국의 마이클 패러데이는 방 하나를 금속박으로 두르고 밖에서 전기를 세게 퍼부었습니다. 그가 짐작한 대로 방 안에 둔 검전기는 방 안에 전하가 전혀 없다는 것을 보였고 — 금속으로 둘러싼 곳은 바깥 전기를 막는다는 것을 확인한 실험이었습니다 — 그래서 이런 상자에 그의 이름이 붙었습니다.

확인된 값

패러데이 상자라는 이름 — 마이클 패러데이에서 따옴: Michael Faraday 출처
패러데이가 상자 실험을 한 때 (1830 년대): 1830s 출처
바깥 전기장이 상자 금속 속 전자를 다시 늘어서게 해 안쪽의 전하를 없앤다: electrons rearrange 출처
상자 재료는 막으려는 파동의 길이에 따라 고른다: depends on wavelength 출처
번개 맞은 차 — 전하는 금속 바깥 겹을 따라 흐르고 차 안으로 들어오지 않는다: outer layer of metal 출처
지붕이 금속인 차의 바깥 금속 껍데기가 안의 사람을 지켜 준다 (창문을 닫았을 때): outer metal shell 출처
번개는 차 바깥 금속 껍데기를 지나 타이어를 거쳐 땅으로 간다 — 고무 타이어가 막아 주는 것이 아니다: through the tires to the ground 출처
패러데이가 방 하나를 금속박으로 두르고 전기를 퍼부은 실험 (1830 년대): metal-foil room 출처
방 안의 검전기 — 방 안에 전하가 없었다: devoid of electrical charge 출처
MagLab 아주 낮은 온도 실험실 창문의 구리 그물 패러데이 상자: copper mesh 출처
진공의 유전율 ε₀ (CODATA) — σ = ε₀E: 8.8541878188e-12 F/m 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 고급 물리학 · 전자기학 [12고물02-01]

출처

https://nationalmaglab.org/about-the-maglab/around-the-lab/what-is-that/faraday-cage/(확인 2026-11-12)
https://www.weather.gov/safety/lightning-cars(확인 2026-11-12)
https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?ep0(확인 2026-11-12)

전기 차폐 (패러데이 상자)