못 전자석 실험
Nail electromagnet
건전지와 전선, 쇠못 하나로 클립을 들어 올리는 자석을 만들 수 있을까요?
무슨 일이 일어났나
전선을 감으면 곧은 전선보다 센 자기장이 생기고, 가운데에 쇠못을 넣으면 그 자기장이 더 세집니다(MagLab).
시뮬레이터에서 3 cm 길이에 15 번 감은 코일에 1 A 를 흘리면 끝 자기장이 312 µT, 30 번 감으면 625 µT 로 두 배이고, 쇠못(배수 100 본보기)을 넣으면 31.2 mT 입니다.
실제 못이 키우는 배수와 흐르는 전류는 못 · 전선 · 건전지에 따라 달라, 시뮬레이터 값은 견주기 위한 본보기입니다.
건전지에서 전선을 떼면 전류가 끊겨 못의 자기장도 사라지므로(MagLab), 붙어 있던 클립이 떨어집니다.
💡 생활 속 예시
- 장난감 크레인 가운데에는 단추를 누를 때만 전자석이 쇠 블록을 붙잡고, 손을 떼면 내려놓는 것이 있습니다.
- 세탁기의 물 넣는 밸브는 전류가 흐를 때 코일이 전자석이 되어 쇠막대를 끌어당기며 물길을 엽니다.
🧪 해 보기
- 어른과 함께 D 형(단1) 건전지 하나, 쇠못 하나, 양끝에 집게가 달린 50 cm 쯤의 집게 전선, 클립 몇 개, 나침반을 준비합니다.
- 먼저 집게 전선을 감지 않은 채 양끝을 건전지 두 극에 잠깐 물리고, 전선을 클립에 대 보아 곧은 전선만으로 클립이 붙는지 봅니다.
- 집게 전선의 가운데 부분을 쇠못에 15 번 촘촘히 감은 뒤, 양끝 집게를 다시 건전지 두 극에 물리고 못 끝을 클립에 대 봅니다.
- 감은 수를 30 번으로 늘려 붙는 클립 수가 어떻게 바뀌는지 세고, 시뮬레이터의 «1 m 당 감은 수» 를 두 배로 해 견주어 봅니다.
- 집게 하나를 건전지에서 떼어 클립이 떨어지는지 보고, 나침반을 못 끝에 가까이 해 극이 생겼었는지 확인합니다.
- ⚠️ 1.5 V 건전지 하나만 씁니다 — 9 V 를 넘는 전지나 벽의 콘센트 전기는 절대 쓰지 않습니다.
- ⚠️ 건전지 두 극을 전선으로 바로 이으면 전선과 건전지가 금방 뜨거워지므로, 한 번에 10 초 넘게 물려 두지 말고 뜨거워지면 바로 뗍니다.
- ⚠️ 전선의 피복은 벗기지 않습니다 — 처음부터 양끝에 집게가 달린 전선을 씁니다.
- ⚠️ 실험이 끝나면 집게를 건전지에서 떼어 두 극이 이어진 채로 두지 않습니다.
누가 왜 찾았나
1825 년 스터전이 쓸모 있는 첫 전자석을 보인 뒤, 미국의 조지프 헨리는 전선을 감싸 쇠심에 촘촘히 감으면서 전선을 더 많이 감을수록 자기장이 세진다는 것을 찾았고, 예일 대학을 위해 2 000 파운드(약 907 kg) 넘게 드는 전자석을 만들었습니다. 못 전자석은 그가 찾은 «많이 감고 쇠심을 넣기» 를 손바닥 크기로 해 보는 실험입니다.
확인된 값
- 준비물 — D 형(단1) 전지 하나
- D-cell battery 출처
- 준비물 — 쇠못 또는 쇠막대 · 겉을 싼 구리선 · 클립 · 나침반
- iron nail or iron rod 출처
- 전선을 못에 15 번 감은 뒤 전지에 다시 잇는다
- 15 출처
- 감은 전선은 곧은 전선보다 센 자기장을 만든다 (많이 감을수록 세다)
- more coils, stronger field 출처
- 가운데 쇠못을 넣으면 자기장이 더 세진다
- iron nail boosts field 출처
- 전선만으로는 클립을 못 들었지만 못과 감은 전선은 들었다
- nail + coil picks up clip 출처
- 전류를 끊으면 전자석의 자기장이 사라진다
- field disappears 출처
- 스터전 — 쓸모 있는 첫 전자석 (1825, 제 무게의 20 배를 버팀)
- 1825 출처
- 헨리 — 전선을 더 많이 쓸수록 자기장이 세졌다
- more wire, stronger field 출처
- 헨리가 예일 대학을 위해 만든 전자석 — 2 000 파운드(약 907 kg) 넘게 들어 올림
- 907 kg 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(초등) · 전기의 이용 [6과15-03]
- 잉글랜드 · KS3 Physics: Magnetism
- 일본 · 小学校 第5学年 A (3) 電流がつくる磁力
출처
- https://nationalmaglab.org/magnet-academy/try-this-at-home/making-electromagnets/(확인 2026-11-12)
- https://nationalmaglab.org/magnet-academy/plan-a-lesson/electromagnets/(확인 2026-11-12)
- https://nationalmaglab.org/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/timeline/1820-1829/(확인 2026-11-12)
- https://nationalmaglab.org/magnet-academy/history-of-electricity-magnetism/pioneers/joseph-henry/(확인 2026-11-12)
이어서 보기
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