휴대용 가스레인지는 건전지도 없는데 왜 손잡이를 돌리면 불꽃이 튈까?
Why does a camping stove make a spark without a battery?
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
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