에나멜선, 네 힘을 보여 줘!

전류가 흐를 때에만 자기력을 갖는 전자석에 대해 알고 이 원리를 이용한 전자석 대포를 제작해 보았다.

먼저 전자석의 원리부터 살펴보겠다. 전류가 흐르면 자기화되고, 전류를 끊으면 원래의 상태로 돌아가는 것이 전자석의 원리이다. 즉, 전자석은 자석이 아닌 물질(철, 구리)에다 전기를 흘려보내 그 물질의 형태가 자기를 띄게 하는 것을 말하는 것이다. 이러한 전자석 중 대표적으로 나오는 것이 바로 에나멜선이다. 절연의 형태를 갖춘 에나멜선을 표면에 입힌 후 고온으로 가열하여 만든 전선을 ‘에나멜선’이라 한다. 에나멜은 보통 1000℃에서 녹으므로 화학약품이 닿게 되더라도 잘 변성(성질이 변함)되지 않기에 현재 전자석으로 많이 쓰이고 있다.

강력하게 조준되는 전자석 대포를 제작해보겠다.

준비물 : 에나멜선, 투명미니튜브, 네오디뮴 자석, 미니빨대, 지지판, 1.5v건전지 2개, 전지홀더, 연결 전선, 3구 콘넥터, 전선 보호막, 전기회로용 스위치, 셀로판테이프, 양면테이프, 사포, 칼, 송곳, 가위

1. 투명 미니튜브에 에나멜선을 감아서 붙인다.
2. 에나멜선 끝부분을 조금(10cm) 남겨서 사포로 피복을 벗긴다.
3. 지지판 앞쪽에 에나멜선을 고정시킨 뒤, 뒤쪽으로 에나멜선을 통과 시킨 후에 +극 건전지 연결전선과 전기회로용 스위치 연결전선에 각각 연결시킨다.
4. 1.5cm빨대 안에 네오디뮴 자석을 끼워 넣은 후 투명 미니튜브 안에 넣는다.
5. 전기홀더에 1.5v건전지 2개를 연결시킨 다음에 양면테이프로 지지판에 고정시킨다.
6. 전기 회로용 스위치 연결 전선과 －극 건전지 연결 전선을 연결한 후 전선 보호막을 끼운다.
7. 셀로판테이프로 전기 회로의 전선들을 고정시킨다.
8. 스위치를 눌러 전자석 대포를 원하는 방향으로 발사 시킨다.

하지만 대포가 정상적으로 발사되지 못할 때도 있다. 이럴 경우에는 전기회로를 재확인한 후에, 네오디뮴 자석을 끼운 빨대의 방향을 반대로 바꾸어 넣으면 에나멜선과 네오디뮴 자석이 서로 같은 극이 되어 대포가 성공적으로 발사된다.

[ 자기력의 원리 복습 ]
에나멜선과 자석의 극이 다를 경우 → 서로 붙는 힘 생김 → 대포 발사 실패
에나멜선과 자석의 극이 같을 경우 → 서로 미는 힘 생김 → 대포 발사 성공

이렇게 만들어진 자기력의 원리로 에나멜선에서 발생한 자기력과 빨대 안쪽 자석의 극이 같게 되면 같은 극끼리 밀어내는 힘을 이용하여 ‘전자석 대포’가 날아가게 되는 것이다. 이 원리가 자연재해, 화재 등에서 유용하게 사용되기를 바란다. 홍수로 불어난 강 건너편의 사람들과 화염을 피해 옥상에서 구조를 기다리는 사람들에게 비상식량, 구급약 등을 전해줄 수 있기에 그런 생각을 하게 되었다.

남윤성 기자 (성남신기초등학교 / 6학년)

조용우 부산감천초등학교 / 5학년 2012-04-19 16:00:32 | 전자석의 원리를 아직 잘 몰랐는데 그 원리로 대포를 만들 수 있는 것이 신기해요. 저도 만들어 보고싶어요^^ 그런데 어렵겠네요~ 남윤성 기자님 추천합니다!! 기종관 대선초등학교 / 5학년 2012-04-20 14:37:08 | 전자석대포 저도 만들어 보고 싶네요. 멋진 과학기사 잘 읽고 추천하고 갑니다. 신소라 서울일본인학교 / 6학년 2012-04-21 17:05:55 | 정말 재미있는 물건을 만드신것 같은데요?! 만들어 보고 싶지만 너무 어려운 듯 합니다! 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-04-21 22:33:06 | 조용우 기자님,조금씩 과학원리 작품을 만들다 보면 재료도 늘어납니다. 그래서 또 다른 작품도 만들 수 있게 됩니다.구할 수 있고 있는 재료로 만들면 됩니다^^ 저 역시 조용우 기자님의 기사 잘 보고 있습니다. 감사합니다. 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-04-21 22:35:50 | 기종관 기자님, 과학기사 앞에 멋진이라는 글귀가 무척 마음에 쏙~~옥 들어요^^ 저 역시 기종관 기자님의 기사 잘 읽었답니다. 주말 유익하게 보내세요! 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-04-21 22:41:15 | 신소라 기자님, 반갑습니다. 보기와 설명이 어려웠나요? 전혀 어려운 작품이 아닙니다. 혹시 만들면 저의 의견에 공감할 수 있답니다. 신기자님의 어린시절 소중한 물건 중에서 아직도 브로치가 생각납니다. 한국에선 아기에게 브로치를 선물하지 않아서... 저 역시 신기자님의 기사를 잘 읽었답니다^^ 강지윤 서울금동초등학교 / 5학년 2012-04-25 22:14:32 | 잘 읽었습니다. 저도 관심있게 잘 읽고 해보고 싶네요 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-04-25 22:58:03 | 강지윤 기자님, 반갑습니다. 기자님의 동시에 깊은 감동을 받았지요. 또 국립과천과학관 취재 기사도 잘 읽었답니다. 감사합니다. 뜻깊은 4월 보내세요^^ 정은교 서울창도초등학교 / 5학년 2012-04-29 19:27:16 | 전자선의 위력을 알게되었습니다.^^ 좋은 기사 감사합니다.^^ 전인혜 대구대청초등학교 / 5학년 2012-04-30 20:40:01 | 전자석대포 만드는 것 재미있을것 같아요. 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-05-01 12:35:04 | 정은교 기자님, 전자선에 대한 호기심을 다른 독자랑 나누고 싶어서 기사로 작성하게 되었습니다. 정기자님의 도서관 풍경이라는 동시는 통해 도서관에 더 자주 이용하고 싶다는 생각을 하게 되었답니다^^ 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-05-01 12:38:21 | 전인혜 기자님, 반갑습니다. 재미도 있고 과학적 원리도 실험할 수 있었답니다. 전기자님의 학교 도서관 이름이 참 예쁘다고 생각합니다. ‘어린왕자 도서관’ 유채연 소사벌초등학교 / 4학년 2012-05-02 07:46:25 | 와! 대단합니다. 과학을 무척 잘 하시나봐요. 저도 한번 만들어서 실험해 보고 싶어요. 남윤성 성남신기초등학교 / 6학년 2012-05-02 18:39:28 | 유채연 기자님, 반갑습니다. 여러 분야에 관심이 많습니다. 특히 과학은 더욱더 좋아하는 분야입니다. 유기자님의 기사 그린 팩토리는 저 역시 그 곳에에 독서삼매경에 빠지고 있답니다. 활기찬 5월 보내세요^^