그때 그 발견! 인류의 전기 생산을 가능하게 한, ‘발전기’

역사 속 오늘의 위대한 발견과 발명 이야기를 찾아 전하는 ‘그때 그 발견’ 코너입니다.

지금 이 순간에도 과학기술 분야의 발견과 발명은 계속되고 있는데요. 과거의 이달엔, 어떤 위대한 일이 있었을까요?

‘그때 그 발견’ 코너, 이달의 주인공은 인류의 전기 생산을 가능하게 한 ‘발전기’입니다.

매일 같이 사용하는 컴퓨터, 휴대폰, TV는 물론 집안을 밝혀주는 전구까지. 사람이 하루 종일 사용하는 대부분의 물건에 꼭 필요한 것은 바로 ‘전기’인데요. 삶의 모든 부분에서 전기의 쓰임이 없는 곳을 찾아보기 힘들 정도죠. 그런데 본격적으로 우리 생활에 전기가 사용되기 시작한 것이 불과 200년이 채 되지 않았다고 합니다. 세상을 밝혀 준 전기 에너지 생산을 가능하게 한 발전기의 발명 스토리를 들어볼까요?

제본공에서 실험과학자가 되기까지, 마이클 패러데이

전자기학과 전기화학의 선구자로 불리는 마이클 패러데이(Michael Faraday)는 1791년 영국 런던의 교외에서 가난한 대장장이의 아들로 태어났습니다. 어려운 가정환경 때문에 정식 교육과정을 거의 받지 못했음에도 불구하고 과학사의 한 획을 긋는 훌륭한 과학자로 남았는데요. 그가 ‘전자기학의 아버지’가 될 수 있었던 이유는 무엇이든 실험으로 증명하고 말겠다는 호기심 때문이었습니다.

생활비를 벌기 위해 학업을 포기하고 13세부터 제본소 견습공으로 일했던 패러데이는 밤에 수많은 책을 접하며 과학에 흥미를 가지게 됐습니다. 일을 하며 돈을 모아 산 도구들로 화학, 전기 등 스스로 독학한 분야에 대해 다양한 실험을 했는데요. 자신의 노트에 갖가지 실험방법, 실험장치 그리고 실험결과들을 그림과 함께 정리해놓기도 했습니다.

1812년, 패러데이가 열아홉 살이 되던 해, 당시 영국에서 가장 유명한 화학자였던 험프리 데이비(Humphry Davy)의 강연을 들을 기회가 찾아옵니다. 강연이 끝난 후 패러데이는 데이비에게 실험노트를 보여주며 자신을 조수로 채용해 달라는 편지를 보냈고 이후 패러데이는 1861년 사임 때까지 평생 동안 왕립연구소에서 수많은 발명을 이루었습니다.

세상을 바꾼 ‘전자기 유도 현상’의 발견

1820년, 덴마크의 외르스테드(Hans Christian Oersted)는 전류가 흐를 때 그 주위에 자기장이 발생한다는 사실을 발견했는데요. 이로부터 1년 뒤 전류와 자석 사이의 상호작용을 연구하던 패러데이는 외르스테드의 실험을 재검토하는 과정에서 도선과 자석의 회전장치, 즉 전동기를 만들어냈습니다.

많은 학자들이 전류가 자기력을 만들 수 있다면, 반대로 자석이 전류를 만들어 내는 것도 가능하지 않을까 하고 추측했지만 이는 10년이 지난 후에야 패러데이에 의해 발견되는데요. 패러데이가 40세가 되던 1831년 8월, 런던 왕립학회에서 자기가 전력을 일으킬 수 있다는 사실을 증명했습니다.

자석, 구리 코일, 전류계 등의 장비를 통해 코일이 자기장을 통과하도록 움직이면 전류를 유도할 수 있고, 그 전압은 움직임의 속도와 비례한다는 점을 발견한 것인데요. 바로 이것이 현대 전자기계의 작동을 가능하게 한 발전기의 탄생이었습니다.

전기와 자기는 본질적으로 연결되어 있고 서로를 생성시킨다는 것을 보여준 패러데이의 ‘전자기 유도 법칙’은 전기를 보다 손쉽게 만들어내는 새로운 방법을 제시하며 오늘날 발전기의 기본 원리가 되었습니다.

귀족이나 부자가 아니라면 과학 분야의 연구를 한다는 것이 불가능한 시대였지만, 패러데이는 열정과 의지로 자신의 꿈을 이뤘는데요. 그 꿈은 인류의 전기 생산의 초석을 다졌고 세상을 변화시켰습니다.