모자를 썼다 벗었다 하면 정전기가 생기는 이유가 뭔가요?
안녕하세요. 근무 중에 모자를 쓰고 일하는데 답답해서 썼다 벗으니 정전기가 생겨 머리가 뜨더라구요. 어떤 원리로 모자를 쓰고 벗을 때 정전기가 생기는 건가요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
모자를 쓰고 벗을 때 생기는 정전기는 마찰에 의한 정전기입니다.
모자와 머리카락, 머리카락끼리, 모자와 옷 등이 서로 마찰하면서 전자가 이동하면서 발생하는 현상입니다. 모자를 벗을 때, 모자와 머리카락 사이에서 발생한 전자가 모자와 분리되면서 머리카락에 전자가 남아 있게 되고, 이로 인해 머리카락과 다른 물체 사이에 전하차가 발생합니다. 이러한 전하차로 인해 전자가 흐르면서 정전기가 발생합니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.모자를 벗을 때 정전기가 생기는 이유는 두 가지가 있습니다.
첫 번째로, 사람의 머리카락은 일종의 절연체(전기가 통하지 않는 물질)이기 때문에 전기가 충전될 수 있습니다. 모자와 머리카락은 서로 접촉하여 마찰이 발생하면서 전자가 이동하고, 이로 인해 모자와 머리카락 사이에 전하가 불균형 상태가 되어 정전기가 생기는 것입니다.
두 번째로, 모자와 사람의 머리카락이 서로 다른 물질로 이루어져 있기 때문에 정전기가 발생할 수 있습니다. 모자와 머리카락은 각각 양성자와 전자를 가지고 있는데, 모자를 벗을 때 모자와 머리카락 사이에 전하가 이동하면서 정전기가 발생합니다.
이러한 정전기는 대부분 미세하고 무해하지만, 때로는 전자기 기기나 컴퓨터 등에 손상을 입힐 수 있으므로 주의해야 합니다. 정전기 방지를 위해 의류나 바닥 등의 소재를 선택할 때는 전기가 흐를 수 있는 소재를 피하거나 정전기 방지 처리가 되어있는 제품을 선택하는 것이 좋습니다.
안녕하세요. 전영재 과학전문가입니다.
미국 노스웨스턴 대학 연구팀에 따르면(2019년), 두 물체를 문지르면 두 물체(예: 모자와 머리카락)의 표면에 있는 아주 작은 나노 사이즈의 돌출부가 구부러지면서 정전기가 발생한다고 보고했습니다 [1,2]. 그리고 최근 카이스트 연구팀에 따르면(2022년), 아직까지 정전기 현상을 정량적으로 설명하고 예측하는 이론이 없었다고 하는데요, 연구팀은 정전기가 두 물질의 계면에서 마찰(예: 모자와 머리카락)로 열이 발생하면 열전효과로 전하가 이동 할 수 있다는 사실을 기반으로 오랜연구 끝에 정전기의 발생 원리를 세계 최초로 규명하고 정량적 예측이 가능한 이론을 제시했습니다 [3]. 여기서 열전효과(또는 열전현상)란 두 물질의 접합부위에 서로 다른 온도를 가하여 온도차를 주면 전위차가 발생하는 현상을 말합니다.
그러니까, 모자를 썼다 벗었다 할 때 정전기가 생기는 이유는 모자와 머리카락의 마찰로 인한 계면의 미세구조 변화와 온도변화 때문인 것으로 생각됩니다.
감사합니다.
참고자료
[1] https://news.northwestern.edu/stories/2019/09/solving-the-longstanding-mystery-of-how-friction-leads-to-static-electricity/
[2] https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%A0%95%EC%A0%84%EA%B8%B0-%EB%B0%9C%EC%83%9D-%EC%9B%90%EB%A6%AC-%EC%B5%9C%EC%B4%88-%EA%B7%9C%EB%AA%85/
[3] https://www.hellodd.com/news/articleView.html?idxno=97180
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
모자를 쓰고 벗을 때 정전기가 생기는 원리는 전기적인 차이로 인한 것입니다. 일반적으로, 두 물체가 마찰이나 분리 등의 과정을 통해 전하를 양쪽으로 분리할 때 정전기가 생성됩니다. 이 경우 모자와 머리카락은 서로 다른 소재로 만들어졌기 때문에, 마찰이나 분리 과정에서 전하가 분리되고, 모자를 벗을 때 머리카락과 모자가 서로 마찰하면서 분리된 전하가 다시 합쳐져 정전기가 발생하는 것입니다.
이러한 정전기 현상은 일상적인 상황에서 많이 발생합니다. 예를 들어, 바닥에서 걸어다니면서 신발과 바닥이 마찰을 하면서 전하가 분리되고, 손으로 문을 만지면서 전하가 분리되기도 합니다. 일반적으로 정전기는 상당히 약한 전하이기 때문에 느껴지지 않을 수도 있지만, 때로는 충전된 정전기가 강력해져서 전기적 충격을 느낄 수도 있습니다.
정전기를 방지하는 방법으로는, 소재를 선택하는 것이 중요합니다. 일반적으로, 면이나 실크와 같은 자연 섬유 소재는 정전기 발생 가능성이 낮고, 폴리에스터나 나일론과 같은 인공 섬유 소재는 정전기 발생 가능성이 높습니다. 또한, 습도를 유지하고 지속적으로 환기하는 것도 좋은 방법입니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
모자와 머리 사이에서 마찰력이 발생하면서 모자와 머리에 정전기가 충전됩니다. 모자와 머리 모두 전자를 가지고 있기 때문에 모자와 머리 사이에 전자가 이동하면서 머리나 모자 중 한 쪽이 양전하게 되고, 다른 한 쪽은 음전하게 됩니다. 그 후 모자를 벗을 때는 모자와 머리 사이에 전하 차이가 발생하면서 전기가 발생하게 됩니다. 이 때 전기는 모자에서 머리로 이동하면서 발생합니다. 이러한 전기의 이동으로 인해 정전기가 발생하는 것입니다.
안녕하세요. 선요섭 과학전문가입니다.
모자를 벗을 때 정전기가 생기는 현상은 정저기학에서 설명됩니다.
정전기란 전자의 양이나 부호가 일시적으로 불균형한 상태를 말합니다. 이러한 정전기는 다양한 상황에서 발생할 수 있습니다.
모자를 쓰고 일을 하다 벗을 때 정전기가 발생하는 이유는, 모자와 머리 사이에 마찰이 생겨서 전하가 이동하면서 생기는 것입니다. 모자와 머리를 마찰로 인해 분리하면서 전하가 이동하면서 전하가 머리와 모자에 모이게 되고, 이렇게 모인 전하가 벗을 때 방전되면서 정전기가 생기게 됩니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
정전기가 생기는 원인이 마찰에 있어, 정전기는 옛날부터 마찰전기로 알려져 왔습니다. 물체를 구성하는 원자핵의 주변에는 전자들이 돌고 있는데, 이 전자들은 마찰을 통해 다른 물체로 이동을 합니다. 우리 몸 또한 주변의 물체들과 접촉이 일어날 때마다 전자를 주고받게 되고, 이 과정에서 전기가 조금씩 저장되는데, 적정 한도 이상 전기가 쌓이면 적절한 유전체에 닿았을 때 순식간에 불꽃을 튀며 이동하게 되는데 이 현상이 우리가 생활에서 겪게 되는 정전기현상 입니다.
도움이 되셨으면 추천 좋아요 부탁드립니다. ^^
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
이유는 머리카락에 있습니다.
머리카락은 마찰면적이 매우 넓은 편이라 전자의 이동 또한 잘 일어나는 것입니다.
그 때문에 머리카락과 닿은 모자를 쓰고 벗을 때 정전기가 잘 발생하게 됩니다.
