요상한 발명품들

 

                                         요상한 발명품들

 

                                                                                                             윤근택(수필가)

 

        올해 회갑을 맞은 나. 지난 직장에서 4반세기 동안 사무직으로만 종사하다가 은퇴하였으며, 그 동안 ‘기술’ 내지 ‘기능’ 하고는 별로 인연을 맺지 못하였다. 양심적으로, 얕보아 왔던 게 사실이다. 다만, 농사를 하다보니까, 경운기며 예초기며 관리기며 전동분무기며 몇몇 농기계를 기본적으로 다룰 줄은 안다. 그러했던 내가 최근 몇 개월 동안 어느 아파트 전기실에서 근무하고 있다. 이른바, ‘전기주임’이다. 아직도 전기에 관한 한 거의 백지(白紙)에 가깝긴 하지만... .

       아파트 전기주임은, 공용부분(아파트 주민들의 공동 소유, 공동 임무 부분을 이렇게들 말하곤 한다.)과, 세대별 ‘전유(專有) 부분’까지 전기분야 뿐만 아니라 영선(營繕)분야도 책임지게 되는데... . 난제(難題)를 하나씩 풀어갈수록 ‘새로운 살맛’이다. 더군다나, 수필작가인 까닭에 새로운 글감까지를 챙기게 되니 일거양득이다.

       요즘은 일상으로 대하는 전기기계들. 그것들을 다룰 적마다 우리네 인류를 너무도 풍요롭게 만든 분들한테, 이른바 ‘문명의 이기(利器)’를 고안해낸 분들한테 거듭거듭 감사함을 느끼고 있으니... . 그 가운데 몇 가지 전기 고안품을 소개하고자 한다.

       1. 퓨즈(Fuze)

       전선에 규정 값 이상의 과도한 전류가 계속 흐르지 못하게 자동적으로 차단하는 장치. 과전류가 흐를 경우 전류에 의해 발생하는 열로 퓨즈가 녹아서 끊어진다.

       일종의 자동차단기이다. 퓨즈는 녹는 점이 낮은 납과 주석 또는 아연과 주석의 합금으로 만든다.

       퓨즈의 종류는 용도와 모양에 따라 여러 가지로 분류한다. 얇은 실 모양의 실퓨즈는 5A 이하의 낮은 전류에 사용한다. 고리퓨즈는 양 끝이 고리 모양으로 되어 있고, 통형퓨즈는 절연통 안에 들어 있다. 한류(限流)퓨즈는 높은 아크 저항을 발생하여 전압강하에 의해 과전류의 상승을 제한한다. 이 중 실퓨즈와 고리퓨즈는 비교적 낮은 전류에 사용되며, 통형퓨즈, 한류퓨즈는 높은 전류에 사용된다.

       이상은 ‘[네이버 지식백과] 퓨즈 [fuse] (두산백과)’에서 베껴옴.

 

       2. 누전차단기(earth leakage breaker, 漏電遮斷器 )

 

        전동기계기구가 접속되어 있는 전로(電路)에서 누전에 의한 감전위험을 방지하기 위해 사용되는 기기이다. 이 장치는 전로의 정격에 적합하고, 감도(感度)가 양호하며, 확실하게 작동하도록 되어 있어야 한다. 이러한 장치를 사용해야 되는 경우는 다음과 같다(산안법 안전규칙).

        (1) 물 등 도전성이 높은 장소.

        (2) 철판, 철골 위 등 도전성이 높은 장소.

        (3) 기타 노동부장관이 정하는 장소.

       구성은, M : 전동기, T : 테스트버튼, R2 : 제2종접지, ZCT : 영상변류기, R : 시험저항, R1 : 제 3종접지, MC : 전자장치, AMP : 증폭장치 등으로 제법 복잡하다.

       이상은, [네이버 지식백과] 누전차단기 [earth leakage breaker, 漏電遮斷器] (산업안전대사전, 2004. 5. 10., 도서출판 골드)에서 따옴.

 

        3. LED(light emitting diode; 발광 다이오드 )

 

        발광다이오드(LED)란, 갈륨비소 등의 화합물에 전류를 흘려 빛을 발산하는 반도체소자로, m 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 소수캐리어(전자 또는 정공)를 주입하고 이들의 재결합에 의하여 발광시킨다. LED는 컴퓨터 본체에서 하드디스크가 돌아갈 때 깜빡이는 작은 불빛, 도심의 빌딩 위에 설치된 대형 전광판, TV 리모컨 버튼을 누를 때마다 TV 본체에 신호를 보내는 눈에 보이지 않는 광선 등을 만들 때 필요하다. 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 효율이 높기 때문에 최고 90%까지 에너지를 절감할 수 있어, 에너지 효율이 5% 정도밖에 되지 않는 백열등ㆍ형광등을 대체할 수 있는 차세대 광원으로 주목되고 있다. LED는 아래 위에 전극을 붙인 전도물질에 전류가 통과하면 전자와 정공이라고 불리는 플러스 전하입자가 이 전극 중앙에서 결합해 빛의 광자를 발산하는 구조로 이루어져 있는데, 이 물질의 특성에 따라 빛의 색깔이 달라진다.

        1968년 미국에서 적색 LED가 개발된 이후 황색, 녹색, 청색, 백색 LED가 우리생활 곳곳에서 쓰이고 있다. 백색 LED는 실내 조명기구로 사용이 가능한 것으로 일본의 니치아, 미국의 HP, 독일의 오스람만이 생산하였는데 2000년 2월 광주과학기술원의 박성주 교수팀이 개발하였다. 박성주 교수팀은 2001년 4월 비정질(amorphous) 실리콘 양자점(quantum dot)을 이용한 LED를 세계 최초로 개발하는 데 성공한 바 있다. 비정질 실리콘 양자점을 이용한 LED는 양자점의 크기를 자유롭게 조절하는 방법으로, 양자점의 크기만을 조절하면 총천연색 빛을 자유자재로 구현할 수 있어 이를 발광소자로 제작한 것이다.

        이상은,[네이버 지식백과] LED [light emitting diode] (시사상식사전, 박문각)에서 따옴.

 

        4. 바이메탈( bimetal )

 

        열팽창계수가 매우 다른 두 종류의 얇은 금속판을 포개어 붙여 한 장으로 만든 막대 형태의 부품으로, 열을 가했을 때 휘는 성질을 이용해 기기를 온도에 따라 제어하는 역할을 할 수 있다.

       열팽창계수, 즉 온도의 변화에 따라 팽창·수축하는 정도가 다른 두 종류의 얇은 금속을 포개어 붙여서 만든다. 온도가 높아지면 열팽창계수가 큰 쪽이 더 많이 팽창하면서 반대쪽으로 휜다. 그리고 다시 온도가 내려가면 원래 상태로 돌아온다. 팽창이 잘 되지 않는 금속으로 니켈(Ni)과 철(Fe)의 합금이 사용되며, 팽창이 잘 되는 금속은 니켈·망가니즈·철의 합금, 니켈·몰리브데넘·철의 합금, 니켈·망가니즈·구리의 합금 등 여러 가지가 있다.

        온도에 따라 휘는 성질을 이용하여 온도에 따라 스위치를 닫거나 여는 장치를 만들 수 있고, 바이메탈 자체를 스위치로 사용하여 회로를 조절할 수도 있다. 그러나 이런 경우 접점에서 떨어질 때 불꽃이 발생하여 온도조절이 느려질 수도 있으므로 접점의 동작이 빨라지게 만들어야 한다.

        예를 들어, 전기밥솥에 바이메탈을 사용하면 특정 온도 범위를 유지하게 만들 수 있다. 상온에서 바이메탈의 한쪽 끝이 스위치의 약간 아래쪽에 오도록 다른 쪽 끝을 고정한다. 밥솥 내부의 열선에 전류가 흐르면서 온도가 올라가고, 이에 따라 바이메탈은 조금씩 위로 휘어진다. 특정 온도가 되면 바이메탈이 스위치를 열어 전류를 끊는다. 서서히 밥솥이 식으면 바이메탈도 다시 아래로 내려가면서 스위치가 닫히고 다시 가열된다. 이외에도 전기다리미, 전기주전자와 같은 가정용 전기기구 등 온도조절이 필요한 각 방면에 널리 사용하고 있으며 전류제한기, 자동개폐기 등에도 사용한다.

        이상은, [네이버 지식백과] 바이메탈 [bimetal] (두산백과)에서 따옴.

 

       지금부터 다시 수필작가인 나의 이야기다. 나의 신실한 애독자들께서는 맘속으로나마 이렇게 되물으실 것 같다.

       ‘ 위와 같이 복잡한 내용을 내가 속속들이 알 게 뭐람? 그저 전기밥솥이나 다리미가 탈나면 버리고 새것으로 사오면 되지!’

        하지만, 나는, 새삼스레 전기와 관련된 업무를 수행하는 나는, 그것도 제2의 인생길에 접어든 나는 꼭히 말하여야겠다.

       “설령 그 작동원리는 모를지라도, 우리의 생활을 이토록 편리하게 만들어준 그 고안자들한테 늘 고마워하는 맘을 가져야하지 않겠나? 더욱이, 그것들 모두가 우리네 안전까지를 염두에 두고 고안된 걸작들이니! ”

       다시 말하거니와, 요즘 나는 위에 소개한 전기재료들과 나날 친숙하게 지낸다. 특히나, 맨손으로도 전선(電線) 따위를 만질 수 있도록 도와주는 ‘누전차단기’한테 고마움을 느낀다. 그 덕분에 꽤 많은 급여도 취한다.

        끝으로, 나의 신실한 애독자 여러분께 주의를 환기시켜 드린다.

        밥이 잘 되는 것은 전기밥솥에 내장된 바이메탈 덕분, 방이 전에 없이 밝은 것은 발광 다이오드(LED) 덕분, 전기로 말미암아 집에 불이 나지 않는 것은 누전차단기와 퓨즈의 덕분... . 그러니 이 모든 게 아니 고마울 수가?

 

  

 

     * 이 글은 본인의 블로그, 이슬아지 에서도 다시 읽으실 수 있습니다.

                * 이 글은 한국디지털도서관 본인의 서재, 한국디지털도서관 윤근택 에서도 다시 읽으실 수 있

                  습니다.   

                * 이 글은 본인의 카페 이슬아지 에서도 다시 읽으실 수 있습니다.