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Sep 19. 2024
손풍기 안 갖고 왔어?
손풍기, 선풍기, 플레밍의 왼손법칙, 나는 솔로, 데프콘 좋아요
요즘 정말 덥죠?
9월이 되어 드디어 가을이 오나 했더니 다시 여름이 온 기분입니다. '나는 SOLO'에서 손풍기를 찾는 모습이 이젠 더 이상 어색하지 않은 일상이 되어, 언제든 손풍기를 찾고, 어디서든 손풍기를 들고 다닙니다. 이 무더위 속에 없으면 아쉬운 내 가방 안의 필수품이 된 손풍기의 작동원리를 알아볼게요.
그럴 리가요~ 이젠 여름에 없인 못 살아요~손풍기는 전동기(electric motor)로 프로펠러를 돌리는 힘으로 바람을 만듭니다. 전동기를 움직이는 힘은 전류와 자기장으로 인해 발생합니다. 전류는 관행에 따라 양(+)에서 음(-)으로 흐르는 전자의 이동이며(이전 글인 '당신은 잘못된 관행을 따르고 있진 않나요?'을 참고하세요), 자기장은 자석의 N(+) 극에서 S(-) 극으로 향하는 자기력들이 퍼져있는 공간입니다. 전류와 자기장이 따로 작용하면 아무런 현상이 일어나지 않지만, 한 점에서 만나게 되면 힘을 발생합니다. 이를 증명한 것이 바로 플레밍의 왼손 법칙입니다.
플레밍의 왼손 법칙은 왼손의 엄지와 둘째 손가락은 서로 90도를 이루도록 펴고(가위바위보에서 가위를 내듯이 또는 사랑의 총알을 쏘듯이), 셋째 손가락은 둘째 손가락과 90도를 이루도록 손바닥 쪽으로 굽힙니다(첫째 손가락과도 90도가 될 거예요). 그리고 나머지 넷째와 새끼손가락은 모든 관절을 완전히 굽힙니다. 엄지손가락의 방향은 힘(Force의 F), 둘째 손가락의 방향은 자기장(B, 멕스웰이 지정한 알파벳 순의 물리량), 셋째 손가락의 방향은 전류(Intensity의 I)가 흐르는 방향입니다. 쉽게 기억하려면, 엄지-둘째-셋째 손가락 순으로 알파벳만 따서 ‘F·B·I’(알죠? 항상 손 들라고 하는 거기)라고 하거나, 반대로 셋째-둘째-엄지손가락 순으로 앞글자만 따서 ‘전·자·력’이라고 해보세요.
FBI다! 손 들어! 움직이면 프로펠러가 돌겠네!아래 그림에서 자석 사이에 있는 코일을 보면(회색), N극에 가까운 코일의 한 점에는 자기장이 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르고, 전류는 위쪽 방향으로 흐르기 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 아래로 내려오는 힘이 발생합니다. S극에 가까운 코일의 한 점에는 자기장이 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르고, 전류는 아래쪽 방향으로 흐르기 때문에, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 위로 올라가는 힘이 발생합니다. 자석 사이에 있는 코일의 왼쪽은 내려가고, 오른쪽은 올라가면서 왼쪽 방향으로 회전하는 힘이 전동기에서 발생하여 앞쪽에 달려있는 프로펠러는 왼쪽으로 회전하며 바람을 내보냅니다.
전류와 자기장의 방향대로 왼손가락을 맞춰보세요~왼손을 들어 ‘F·B·I’ 방향대로 힘이 발생하는지 확인해 보세요. 왼손을 이리저리 비트느라 또 땀이 나시죠? 옆 사람에게 물어보세요.
손풍기 안 갖고 왔어?
