정전기란
「정전기」는 우리의 생활과 가까운 존재입니다. 옷을 벗거나 엘리베이터의 버튼을 만졌을 때 타닥 소리와 함께 통증을 느끼는 등 이러한 경험은 누구나 한 번쯤 해보셨을 겁니다.
성별·연령을 불문하고 많은 사람들이 불쾌감을 느끼는 성가신 「정전기」는 대체 무엇일까요. 무엇보다 「정전기」는 왜 발생하는 것일까요.
여기에서는 「정전기」 발생의 메커니즘과 통증에 대해 소개합니다.
정전기의 메커니즘
우리 주변에는 여러 가지 「물체」가 있습니다. 금속, 플라스틱, 섬유 등 그 소재나 구조 또한 다양합니다.
우리 주변의 이런 물체들은 모두 전기를 띱니다. 어떤 물체든지 플러스와 마이너스라는 2종류의 전기를 띠고 있습니다. 우리 인간도 마찬가지입니다. 평상시에는 플러스 전기와 마이너스 전기를 같은 수만큼 띠고 있습니다.
위의 그림은 플러스 전기와 마이너스 전기가 같은 수만큼 있으므로 조화를 이룬 균형 잡힌 상태라고 할 수 있습니다. 전문적으로는 「전기적 중성 상태」라고 합니다.
이것은 중성이라는 말에서 알 수 있듯 플러스도 마이너스도 아닌 상태입니다. 즉 「전기를 띠지 않는 상태」라고 할 수 있습니다. 전기적으로 중성 상태인 물체를 만졌을 때는 전기를 띠지 않았기 때문에 따끔거리지 않습니다.
그러나 이 균형 잡힌 상태가 항상 유지되지는 않으며 어떤 현상을 계기로 쉽게 무너져 버립니다. 그 「어떤 현상」이란 「충돌」입니다. 다른 두 물체가 충돌하면 한쪽에서 다른 한쪽으로 마이너스 전기가 이동합니다.
두 물체 사이에는 마이너스 전기를 「빼앗는 쪽」과 「빼앗기는 쪽」이라는 관계가 성립합니다. 이것은 「물체」에 따라 마이너스 전기를 잡아당기는 힘이 다르기 때문에 나타나는 관계성입니다. 두 물체가 부딪힐 때, 마이너스 전기를 잡아당기는 힘이 강한 쪽을 향하여 다른 한쪽의 마이너스 전기가 이동하는 것입니다.
마이너스 전기가 이동한다.
마이너스 전기를 빼앗긴 쪽은 플러스 전기가 많아집니다. 한편 마이너스 전기를 빼앗은 쪽은 마이너스 전기가 많아집니다. 원래는 균형 잡힌 상태였는데 부딪히면서 균형이 무너진 것입니다.
이처럼 균형이 무너진 상태를 「정전기」라고 합니다. 정전기를 띠는 것을 전문적으로는 「대전된다」고 합니다.
정전기에는 플러스로 대전한 「플러스 정전기」와 마이너스로 대전한 「마이너스 정전기」가 존재하게 됩니다.
「정전기」를 띤 물체는 전기적으로 균형이 잡히지 않은 상태입니다. 균형이 잡히지 않은 물체는 어떻게라도 원래의 균형을 되찾으려 합니다. 예를 들면 균형이 깨졌을 때 비틀거리며 자세를 바로 잡으려는 인간의 동작과 같습니다. 넘어지지 않기 위해 균형이 잡힌 상태로 되돌아가려 하는 것입니다.
통증의 정체와 정전기
플러스로 대전된 물체와 마이너스로 대전된 물체가 가까워지면 어떻게 될까요?
마이너스로 대전된 쪽의 마이너스 전기는 플러스로 대전된 쪽으로 되돌아가려 합니다. 균형을 되찾기 위해서입니다. 그리고 두 물체가 서로 닿았을(매우 가까워졌을) 때 마이너스 전기는 플러스로 대전된 쪽으로 되돌아갑니다.
이 마이너스 전기가 되돌아가는 움직임을 「방전」이라고 합니다. 방전이란 바꾸어 말하면 「마이너스 전기의 방출」이며, 이때 “물체”와 “물체” 사이에는 전류가 흐릅니다.
앞에서 말한 엘리베이터 버튼의 예를 생각해봅시다. 엘리베이터의 버튼이 마이너스로 대전했다고 가정합니다. 반대로 그때 자신이 플러스로 대전되어 있다고 가정합니다(인간은 플러스로 대전되기 쉬운 성질이 있습니다).
이 상태에서 엘리베이터 버튼을 만지면 마이너스 전기가 자신의 손으로 흘러들어 옵니다. 「방전」이 일어나 전류가 흐르는 것입니다. 감전(몸이 전기에 닿는 현상)된 상태가 되어 인간이 통증을 느낍니다.
일반적으로 이 가벼운 감전을 「정전기」라고 하지만, 정확하게 말하면 이것은 「정전기로 인해 발생한 방전」입니다.
