톡! 튀는 정전기의 비밀 - 정전기볼 만들기 실험

 
 
 
 
 

톡! 튀는 정전기의 비밀 -
정전기볼 만들기 실험

 

출처: 삼원과학

 

오늘은 아이들과 정전기에 대해 알아보고
정전기 볼 만들기 실험을 해보려고 합니다.
 

건조한 날에 사물이나 사람에게 손을 가까이 댈 때,
앗 따가워!! 찌릿한 느낌을 받은 경험이 있나요?
이러한 현상을 '정전기'라고 합니다.
 
 

정전기는 전하의 불균형으로 인해 발생하는 현상입니다..
물체가 서로 접촉하거나 마찰할 때, **전자(electron)**가 한쪽으로 이동하면서 한 물체는 **음전하(-)**를, 다른 물체는 **양전하(+)**를 띠게 됩니다. 이렇게 전하가 쌓이면 '정전기'가 형성됩니다.
 

 
 
 
 

 
 
정전기가 발생하는 주요 원인

 
1. 마찰(Friction)

• 서로 다른 물질이 마찰하면 전자가 이동하면서 한쪽은 음전하를, 다른 쪽은 양전하를 띠게 됩니다.
• 예: 플라스틱 빗으로 머리를 빗으면 머리카락이 들러붙는 현상

 
2. 접촉(Contact) 후 분리(Separation)

• 두 물체가 접촉했다가 떨어질 때, 한쪽이 전자를 더 많이 가져가면서 정전기가 발생할 수 있어요.
• 예: 겨울철에 옷을 벗을 때 "톡!" 하고 튀는 느낌

3. 건조한 환경(Dry Conditions)

• 습도가 낮으면 공기 중의 수분이 적어 전자가 쉽게 이동하지 못하고 물체에 쌓이게 됩니다.
• 그래서 겨울철이나 건조한 날씨에 정전기가 더 자주 발생하는 거예요.

4. 절연체(Insulator) 사용

• 플라스틱, 고무 같은 절연체는 전자를 잘 전달하지 못해 전하가 한 곳에 머물러 정전기가 쉽게 쌓입니다.
• 예: 플라스틱 의자에서 일어날 때 정전기가 발생하는 이유

정전기는 일상생활에서 불편할 수도 있지만, 정전기 필터, 복사기 작동 원리, 반도체 제조 등 다양한 산업에서 유용하게 활용되기도 합니다.

 

◈ 실험목적

•  정전기의 원리를 이해하고, 마찰에 의해 발생하는 정전기를 활용하여 정전기볼을 만들어본다.
• 물체가 어떻게 전하를 띠고, 다른 물체와 상호작용하는지 실험을 통해 확인한다.

 

◈ 실험 준비물

모터, 프로펠러, 원형 EVA판, 스티로폼공 3개, 건전지, 건전지케이스, 투명컵
 

◈ 실험방법

출처: 삼원과학

 
1. 모터를 원형판에 끼워줍니다.
 

출처: 삼원과학

출처: 삼원과학

 
모터와 건전지 홀더의 검정선끼리 연결한 후
캡을 씌워줍니다.
빨간 선도 같은 방법으로 연결한 후 
캡을 씌워줍니다.
 

출처: 삼원과학

 
노랑 프로펠러를 모터축에 끼워줍니다.
손으로 누르기 힘들 경우
바닥에 놓고 눌러서 끼워줍니다.
 

출처: 삼원과학

 
작은 동그란 EVA를 모터 위에 붙입니다.
건전지를 납작한 부분(-)이 스프링 쪽으로 가게
끼워줍니다.
건전지홀더 바닥에 양면테이프를 붙인 후
작은 EVA위에 붙여줍니다.
 
컵의 옆에 붙이는 경우도 있는데 
붙이는 것은
원하는 곳에 자유롭게 붙여
고정시켜 줍니다.
 

출처: 삼원과학

스티로폼 공을 넣고 스위치를 켠 후 
1분 정도 돌려준 후 변화를 관찰합니다.
 
주의: 컵 안이 습하면 변화를 관찰하기 어려우니
마른 헝겊으로 닦은 후 실험해 주세요.
 
 
 

◈ 실험방법

관찰한 결과를 이야기해 봅니다.
 
컵 안이 건조해야 반응이 쉽게 일어납니다.
 
그렇다면 정전기는????

 

 

❓ 정전기는 언제 더 많이 생길까?

👉 겨울에 더 많이 생겨요!

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🌬️ 왜 겨울에 더 많이 생길까?

1. 겨울은 건조해요!
   • 공기 중에 **물기(수분)**가 거의 없어요.
   • 그래서 전기가 몸이나 옷에 오랫동안 머물러요.
2. 여름은 습해요!
   • 공기 중에 **물기(수분)**가 많아서
   • 전기가 쉽게 빠져나가요.

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🧤 예를 들어 볼게요!

• 겨울에 스웨터를 벗으면 "찌릿!" 소리가 나고 손이 아플 때가 있어요.
• 친구랑 장난치다가 손이 닿으면 깜짝 놀랄 만큼 찌릿! 할 수도 있어요.
• 여름에는 똑같이 해도 찌릿하지 않아요.

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✅ 한 줄 정리!

정전기는 겨울처럼 공기가 건조할 때 더 잘 생겨요!

 

⚡ 정전기를 줄이거나 방지하는 방법

 

1. 몸에 수분을 유지해요!

핸드크림이나 보습크림을 자주 발라요.
피부가 건조하면 정전기가 더 잘 생겨요.
 
 
 

2. 습도를 유지해요!

방 안에 가습기를 틀거나
젖은 수건을 걸어두면 공기가 촉촉해져요.

 

 

3. 천연 섬유 옷을 입어요!

면이나 울 같은 천연 재질 옷을 입으면 정전기가 덜 생겨요.
폴리에스터나 나일론 같은 합성 섬유는 정전기가 잘 생겨요.

 

 

 

4. 옷에 섬유유연제를 써요!

세탁할 때 섬유유연제를 사용하면 정전기를 줄일 수 있어요.

 

 

 

5. 금속을 먼저 만져요!

문 손잡이나 차 문을 만지기 전에
열쇠 같은 금속으로 먼저 살짝 닿으면
정전기가 바로 방전돼서 덜 찌릿해요.
 
정전기 발생 원인과 방지방법에 대해 
이해하셨나요?
 
이제 여름이니 정정기에선 해방이지만
콘센트 부분에 먼지가 쌓여있으면
작은 정전기 불꽃으로
화재 위험이 있으니
항상 주변을 청결하게 유지해 주세요~^^