전기가 통하는 물건 찾기 실험
Conductor or insulator? A battery-and-LED tester
숟가락 · 지우개 · 동전 · 연필심 가운데 전기가 통하는 것은 무엇일까요?
무슨 일이 일어났나
구리 · 알루미늄 같은 금속은 전기가 잘 통하는 도체이고, 유리 · 고무 · 플라스틱 · 마른 나무는 전류를 늦추거나 막는 절연체입니다.
틈에 도체를 끼우면 회로가 이어져 LED 가 켜지고(시뮬레이터 10.0 mA), 절연체를 끼우면 저항이 아주 커져 전류가 거의 흐르지 않습니다(10.0 µA).
마른 나무도 물에 흠뻑 젖으면 도체가 되므로, 같은 물건도 젖었느냐에 따라 결과가 달라질 수 있습니다 — 이 실험에서 물건을 적시지 않는 까닭입니다.
100 000 Ω 은 절연체를 끼운 경우를 흉내 내려고 고른 본보기 값이며, 실제 절연체의 저항은 이보다 훨씬 클 수 있습니다.
💡 생활 속 예시
- 플러그의 손잡이는 플라스틱이고 꽂히는 날은 금속입니다 — 전기가 지나갈 곳만 도체로 만든 것입니다.
- 전봇대 위에서 전깃줄을 붙잡아 주는 하얀 사기 애자는 전기가 전봇대로 새지 않게 막는 절연체입니다.
🧪 해 보기
- 어른과 함께 AA 건전지 두 개를 건전지 끼우개에 넣고, 100 Ω 안팎의 저항과 LED 를 집게 전선으로 한 줄로 잇습니다.
- 회로 한 곳을 비워 두 집게 끝 사이에 틈을 만들고, 두 끝을 맞대면 LED 가 켜지는지 먼저 확인합니다.
- 숟가락 · 동전 · 알루미늄 포일 · 지우개 · 플라스틱 자 · 나무젓가락 · 연필심을 하나씩 틈에 물려 LED 가 켜지는지 적습니다.
- 켜진 것(도체)과 켜지지 않은 것(절연체)으로 나누고, 시뮬레이터 저항 끌개로 두 경우의 전류를 견주어 봅니다.
- ⚠️ AA 건전지 두 개(3 V)까지만 쓰고, 벽 콘센트나 충전기 전기로는 하지 않습니다.
- ⚠️ 물건을 물에 적셔 시험하지 않습니다 — 물과 전기는 함께 쓰지 않습니다.
- ⚠️ 건전지 두 극을 숟가락이나 포일로 바로 잇지 않습니다 — 순간 큰 전류가 흘러 건전지가 뜨거워집니다.
- ⚠️ 동전 모양의 단추 전지는 쓰지 않습니다 — 어린 동생이 삼킬 수 있습니다.
누가 왜 찾았나
1732 년 1 월 20 일, 스티븐 그레이는 차터하우스에서 크롬웰 모티머에게 보낸 편지에서 물이 전기를 전하는 도체임을 보이는 실험을 알렸습니다. 이 편지는 왕립학회 학술지 «Philosophical Transactions» 37 권에 실렸습니다. 물건마다 전기를 전하는지 하나씩 시험해 보는 이 쪽 실험과 같은 물음이었습니다.
확인된 값
- 구리 · 알루미늄 같은 금속은 전기가 잘 통한다(도체)
- copper, aluminum = good conductors 출처
- 유리 · 고무 같은 물질은 전류를 막는다(절연체)
- glass, rubber = insulators 출처
- 유리 · 플라스틱 · 사기 · 진흙 · 마른 나무는 전기를 늦추거나 막는다
- glass, plastic, porcelain, clay, dry wood 출처
- 마른 나무도 물에 흠뻑 젖으면 도체가 된다
- wet wood conducts 출처
- 스티븐 그레이가 크롬웰 모티머에게 보낸 편지 (1732-01-20) — 물이 도체임을 보인 실험
- 1732 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(초등) · 전기의 이용
- 잉글랜드 · KS2 Science: Electricity
- 호주 v9 · AC9S6U03
- 일본 · 小学校 第3学年 A(5) 電気の通り道
출처
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