번개는 왜 치나요?
 
 
 
 

휴우~ 너무 놀랬다.
 

겁은 많아가지구.
하긴 번개란 알고 보면 무서운 거지. 겨울에 차의 문이나 방의 금속으로 된 문고리에 닿는 순간 번쩍하고 스파크가 생기지. 그게 바로 전류가 흐르는 거라고

[참조: 생활 속의 과학 / 정전기는 귀찮아]

에서 얘기했지. 번개란 바로 그런 스파크야. 전류가 일시적으로 흐르는 거지. 그런데 문제는 번개의 경우 짧은 시간동안 엄청난 양의 전류가 흐른다는 거지.
그런데 번개가 어떻게 생기냐구? 구름이라는 것은 아주 작은 물방울과 얼음 그리고 공기가 모여있는 거지. 구름 안에서 물방울, 얼음, 공기는 가만히 있지 않고 움직여. 이때 물방울, 얼음, 공기가 서로 부벼지지. 그러면 .....? 어떤 것은 + 전하를, 어떤 것은 - 전하를 띠게 돼. 그런데 - 전하를 띄는 것들이 구름 아래로 모이고 + 전하를 띤 것들은 구름 위쪽으로 간다고 해.
 

 
 

    이렇게 구름 아래쪽에 - 전하가 모이면 땅의 전자들은 되도록 구름에서 멀어지고 싶겠지. 그래서 땅 아래쪽으로 몰려가고 지표면엔 + 전하가 쌓인다는 거.
 
 

    구름 안에서 하는 얘길 들어봐.
 

     
 

    그런데 공기는 부도체여서 그것을 통해 전류가 흐르려면 엄청나게 큰 미는 힘(전압)이 필요해. 전하가 이동할 수 있게 밀어주는 힘을 전압이라고 하지. 우리가 쓰는 건전지는 1.5V, 6V 정도이고, 우리 가정에 공급되는 전압은 110V, 220V 정도야. 이 정도의 미는 힘으로는 공기를 통해 전하를 이동하게 할 수 없어. 그런데 계속 구름 아래쪽에 - 전하가 더 쌓이고, 그럼에 따라 지표면에 + 전하가 더 쌓여 가다보면, 구름 아래쪽과 지표면 사이의 전압이 1억 V에 도달하게 된다고 해.

 
 

 

 

 

그런데 외딴 곳에 떨어져 있는 나무들이 번개의 피해를 입는 경우가 많잖아. 그건 또 왜지?
 

그것은 말이야. 전자들이 땅으로 오는 이유가 + 전하를 좋아해서잖아. 얼마나 빨리 만나고 싶겠어. 높은 곳으로 가면 조금이라도 빨리 만날 수 있잖아. 그래서 부근의 가장 높은 곳으로 전자들이 내려오지
 
 

오우~ 그렇다면 번개 치는 날 나무 아래 있는 건 위험하겠네. 허허벌판에 혼자 서있는 것도.
 

그렇지. 번개가 칠 땐 집안이나 차안에 있는 게 좋아. 전화나 TV같은 전기기기를 사용하지 않는 것이 좋고.
 

내 소식통에 의하면 건물을 번개의 피해로부터 보호해주는 기구가 있다던데.
 

으응 피뢰침이라는 거야. 피뢰침은 다음과 같이 생겼지.
 
 

    이것을 건물 꼭대기에 설치하고 전선을 땅에 연결시켜. 만약 건물 쪽으로 번개가 온다면 건물의 제일 높은 곳인 피뢰침으로 가겠지. 구리공과 전선은 도체이니까 번개의 전자들이 구리공과 전선을 타고 땅으로 가게 돼. 그래서 건물 안으로 전류가 흐르는 걸 막아주는 거지.
 
 

그런데 왜 땅에 연결시키는 거지?
 

그건 땅은 워낙 넓어서 엄청난 양의 전하를 보관할 수 있는 곳이기 때문이야. 땅에 전자를 조금 더하거나, 땅으로부터 전자를 조금 빼내어도 표도 안나지. 엄청나게 큰 전하보관소라고 할 수 있지.

 

 

 

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