정전기

모든 물체는 아주 작은 원자로 이루어져 있어요. 원자 중심에는 양전하(+)를 띤 원자핵이 있고, 그 주변을 음전하(-)를 띤 가벼운 전자가 돌고 있죠. 평소에는 원자핵 속 양성자(+)의 수와 전자(-)의 수가 같아서 전체적으로 전기를 띠지 않는 중성 상태를 유지해요.

그런데 서로 다른 두 물체가 문질러지면 가벼운 전자가 한 물체에서 다른 물체로 훌쩍 넘어가요. 이때 전자를 얻은 물체는 음전하(-)가 많아지고, 전자를 빼앗긴 물체는 양전하(+)가 많아져요. 이렇게 전자의 이동으로 균형이 깨진 상태가 바로 정전기예요.

머리를 플라스틱 빗으로 빗을 때 머리카락이 사방으로 펼쳐지는 이유도 같아요. 머리카락끼리 같은 전기를 띠게 되면서 서로를 밀어내기 때문이에요.

조금 더 정확히 말하면, 물체에 갇혀 있던 전하는 다른 물체가 다가오면 그 물체의 전자들을 밀어내거나 끌어당겨요. 이를 정전기 유도 현상이라고 불러요. 이때 쌓인 전자의 양이 많아지면 공기를 뚫고 순식간에 반대쪽으로 뛰어넘어 가요.

우리가 겨울에 쇠 문손잡이를 잡을 때 일어나는 '찌릿'한 충격은 몸에 쌓여 있던 전하 때문에 손과 금속 사이로 수많은 전자가 한꺼번에 건너뛰는 순간이에요. 이렇게 전기가 한 번에 쏟아지는 현상을 방전이라고 불러요.

하늘에서 치는 거대한 번개도 거대한 정전기 방전이에요. 구름 속 얼음 알갱이들이 서로 부딪히며 전하가 위아래로 나뉘어 쌓이고, 그 차이가 한계를 넘어서는 순간 구름 안, 구름과 구름 사이, 또는 구름과 땅 사이로 순식간에 전기가 흐르는 거대한 스파크인 셈이죠.

정전기가 여름에는 거의 안 생기는데 왜 유독 건조한 겨울철에만 기승을 부릴까요? 비밀은 바로 공기 중의 수분, 즉 물 분자에 있어요. 습할 때는 옷이나 피부 같은 물체 표면에 아주 얇은 물기 막이 생기는데, 이 막이 전하를 비교적 잘 흘려보내거든요.

여름철처럼 습도가 높을 때는 몸에 쌓이려는 전하가 표면의 물기 막을 타고 조금씩 빠져나가요. 반면에 겨울철에는 공기가 바짝 말라 있어서 전자가 도망칠 길을 찾지 못하고 우리 몸과 옷 표면에 계속 축적돼요.

그래서 손에 보습 로션을 바르거나 실내 습도를 50~60%로 올려주면 수분이 전자를 빼주는 징검다리 역할을 해 정전기 충격을 크게 줄일 수 있어요. 옷을 세탁할 때 섬유유연제를 쓰는 것도 섬유 표면을 매끄럽게 만들어 마찰을 줄이고 전하가 잘 빠져나가게 돕는 방법이에요.