전기의 역사 정리하기 - 기원전, 볼타의 전지, 유선통신 무선통신 전지 조명의 역사

기원 전 - 호박 / 자석

 

BC 600년 탈레스

- 정전기의 발견

- "만물에는 신령이 충만하다. 철을 흡인하는 마그니스(자철광)는 신령을 가지고 있을 것이다."

 

그리스인

- 호박을 일렉트론이라 명칭

- 당시 보석상들도 호박 마찰 시 깃털이 흡인되는 것을 알고 있어 정령 또는 마력 때문이라고 생각함

 

기원전 2500년경 중국

- 천연자석에 대한 지식이 있었음

- 기원전 1000년 경 책 <여씨춘추>에 나침반 관한 기술

 

 

 

 

자기, 정전기 - 볼타의 전지

 

14세기 항해용 나침반의 발명

- 13세기 : 바늘의 형태로 만든 자철광을 볏짚 위에 놓고 물에 띄어 나침반으로 활용

- 14세기 : 자침을 실로 매단 항해용 나침반 발명

- 1492년 콜롬부스의 아메리카 대륙 발견, 1519년 마젤란의 세계일주 항로의 발견 등에 활용

 

1600년 - 자기의 연구 / 길버트

- 1600년 책 <자기에 대하여> : 지구는 큰 자석, 나침반의 복각에 대해 기술

- 호박 마찰 시 깃털이 흡입되는 현상 연구

- 이 같은 현상은 호박뿐아니라 유황, 수지, 유리, 수정, 다이아몬드 등에도 존재함을 밝혀냄

- 현재는 대전 현상으로 마찰전기 계열 (모피, 플란넬, 세라믹스 에나멜, 유리, 종이, 실크, 호박, 금속, 고무, 유황, 셀룰로이드) 중 2가지를 서로 마찰시키면 계열 중 앞쪽 물질이 플러스로, 뒤쪽 물질이 마이너스로 대전됨

- 벨서륨 회전기 : 정전력을 실험하기 위해 고안함

- 진정한 연구는 실험을 기초로 해야한다고 주장함.

- 근대 과학 연구방법의 시초

 

1748년 - 피뢰침 발명 / 프랭클린

- 1708년 : 윌 - 낙뢰가 정전기에 의한 것이라고 생각

- 1748년 : 같은 생각으로 피뢰침 발명 (프랭클린)

- 전기에는 플러스, 마이너스 2 종류가 있다는 것, 그리고 이것을 플러스 전기, 마이너스 전기라 명칭 부여 (플랭클린)

- 1746년 : 라이덴병의 발명 (뮈센브르크)

  물을 병에 저장하듯이 전기를 병에 축적하려는 생각이 시작 -> 물을 병에 넣고 마찰 유리봉을 철사를 통하여 물에 넣음

  병과 봉이 손에 접촉하는 순간 강한 쇼크를 받은 그는

  "왕을 시켜 준다해도, 두번 다시 이렇게 무서운 실험은 하고 싶지 않다"고 말함

- 1752년 : 라이덴병에 전기를 축적하려는 생각에 연을 뇌운 속에 띄어서 실험 (플랭클린)

  위 실험으로 뇌운은 때로는 플러스, 때로는 마이너스가 되는 것을 발견

- 1753년 : 러시아 리히만은 위 실험을 토대로 추가실험 중 전기 쇼크를 받아 사망

 

1700년 - 전기에 의한 쇼크를 병의 치료에 이용

- 볼로냐대학 교수 갈바니 : 개구리를 해부하던 중 메스가 발의 근육에 접촉하면 근육이 경련을 일으킴을 발견.

  전기 쇼크 요법이 활발한 시대로 개구리의 근육 경련의 원인이 전기라고 생각함 (동물전기)

- 1791년 : <동물전기> 논문 발표

 

1800년 - 전지의 발명 / 볼타

- 파비아대학 교수 볼타는 갈바니의 실험에 의문을 가지게 됨

- 1800년 <이종 도전물질의 접촉에 의하여 발생하는 전기에 대해여> 논문 발표

- 2종류의 금속을 접촉시키면 전기가 발생하는 현상.

- 여러 실험의 결과로 금속의 전압렬은 아연, 연, 주석, 철, 동, 은, 금, 흑연이며

  이 전압렬 중 2종류의 금속을 접촉시키면 접촉된 금속 중 앞쪽 금속이 플러스, 뒤쪽 금속이 마이너스로

  대전됨을 명백히 함.

- 볼타의 전지 : 묽은 황산 중에 동과 아연 전극을 넣은 것. 전압의 단위 볼트는 그의 이름에서 유래됨.

- 나폴레옹은 이탈리아에서 개선한 후 1801년 볼타를 파리로 불러 전기실험 지시

- 이후 : 독일에서는 물의 전기분해 실시

- 이후 : 영국에서는 염화칼륨에서 칼륨을, 염화나트륨에서 나트륨을 추출하는 연구

- 영국의 화학자 데비 : 볼타의 전지를 2,000가 연결한 아크 방전 실험 실시

  이 실험에서 플러스 전극과 마이너스 전극 끝에 목탄을 붙여 그 간격을 조정하여 방전 시킴

  강한 빛이 발생하고, 이 실험이 전기 조명의 기원.

 

1820년 - 전류에 의한 자계의 발견 / 엘스테드

- 볼타의 전지에 연결해 놓은 도선 옆에 자침을 놓은 결과 그것이 회전함을 발견 하여 논문 발표

 

1820년 - 암페어의 법칙 / 암페어

- 프랑스의 암페어가 전류 주위에 생기는 자계의 방향에 대한 암페어의 법칙 발견

 

1831년 - 전자유도 현상 / 패러데이

- 패러데이가 획기적인 전자유도 현상 발견

 

1831년 - 전신기 발명 / 시링

- 위 논문을 본 러시아의 실링이 코일과 자침을 조합하여 전신기 발명

- 전신의 기원

 

 1826년 - 옴의 법칙 발견

- 옴이 전기저항에 관한 옴의 법칙 발견

 

1849년 - 키르히호프의 법칙

- 키르히호프 회로망에 관한 법칙 발견

 

 

 

 

유선통신의 원리

- 실링의 전자식 전신기 외에 독일의 젠메링이 발명학 전기화학식 전신기, 가우스와 웨버(독일) 전신기, 쿠크와 휘트스톤(영국)의 5침식 전신기 등

- 전신기의 형식 : 음향식, 인쇄식, 지침식, 벨식 등

- 1837년 : 전신기의 발전 (쿠크와 휘트스톤) 5침식 전신기

 

모스(MORSE)의 전신기

- 1837년 : 미국에서 모스의 전신기 완성

 

전화와 교환기

- 1876년 : 전화의 발명 (벨과 그레이)

- 벨의 특허원이 그레이의 출원계보다 2시간 정도 빨라 벨이 특허권을 취득

- 1891년 : 자동교환기의 발명 (스트로저)

 

해저통신 케이블

- 1840년 : 해저 케이블 생각 (휘트스톤)

  해저 케이블은 전선의 기계적 강도, 절연, 부설의 방법 등 육상의 케이블과는 달라 해결해야할 과제 있었음

- 1845년 : 영국해협해저전신회사 설립.

  영구에서 캐나다까지, 도버 해협을 사이에 둔 프랑스까지 해저 케이블을 부설하는 사업이 전개 됨.

- 1851년 : 칼레, 도버 간에 최초의 해저 케이블이 부설되어 통신에 성공

 

 

 

 

1888년 : 최초로 전파를 발생시킨 실험 / 헤르츠

- 1888년 : 전파가 빛과 같이 직진, 반사, 굴절 현상 있음을 명백히 함

- Hz(주파수) : 헤르츠의 이름에서 유래

 

1895년 : 무선장치 / 마르코니

- 1895년 : 이탈리아의 마르코니는 최초의 무선장치 발명

- 1899년 : 도버 해협을 넘어 통신에 성공

- 1901년 : 영국에서 2,700km 떨어진 뉴펀들랜드에서 모스 신호 수신 성공

 

고주파의 발생

- 무선통신에서는 안정된 고주파를 발생시키는게 필수적

- 닷델 : 코일과 콘덴서를 사용한 회로에서 고주파를 발생 시킴.

            주파수느 50kHz 미만, 전류 2~3A 정도

- 1903년 : 네덜란드의 파울젠 / 알코올 증기 속에 생긴 아크로 1MHz의 고주파 발생

                 페텔전은 이것을 개량하여 1kW의 장치를 만듬

- 이후 : 독일에서 기계식의 고주파 발생장치 고안. 미국의 스텔라, 페센덴, 골트슈미트 등은

             고주파 교류기에 의한 방법을 개발 하는 등 고주파 발생이 연구에 착수

 

무선전화

- 1906년 : 무선전화의 발명 / 알렉센더슨

- 1913년 : 헤테로자인 수신기 발명 / 페센덴

 

2극관과 3극관

- 1883년 : 에디슨 효과 (점등해 있는 전구의 필라멘트에서 전자가 나와 전구의 일부분이 검게 되는 것

- 1904년 : 2극관의 발명 / 플레잉

- 1907년 : 3극관의 발명 / 포레스트

 

 

 

 

1790년 동물전기 / 갈바니

- 1790년 갈바니는 개구리해부에서 <동물전기>를 제창

- 이를 계기로 볼타는 2종류의 금속을 접촉시키면 전기가 발생하는 것을 명백히 함

 

1799년 볼타전지의 발명 / 볼타

- 1799년 : 볼타는 동과 아연 사이에 염수로 적신 종이를 넣고 그것을 적충한 전지 <볼타의 전퇴>를 만듬

 

1차 전지

- 1차 전지 : 한번 방전해 버리면 다시 사용할 수 없는 전지

- 1836년 : 영국의 다니엘 - 다니엘 전지 개발, 볼타전지에 비해 장시간 전류를 얻을 수 있음

- 1868년 : 프랑스의 르크랑세 - 르크랑세 전지 발표

- 1885년 : 일본의 오이타 - 오이 건전지 발명, 전해액을 스폰지에 함침시켜 운반을 편리하게 함

- 1917년 : 프랑스의 페리 - 공기전지

- 1940년 : 미국의 루벤 - 수은전지

 

2차 전지

- 2차 전지 : 방전 후 충전하여 다시 사용할 수 있는 전지

- 1859년 : 프랑스의 프란데 - 충전하면 재사용가능한 납축전지 발명 / 최초의 2차전지

- 1897년 : 일본의 시마즈 겐조 - 10 암페어의 용량을 가진 납축전지 발명

- 1899년 : 스웨덴의 융그너 - 융그너 전지

- 1905년 : 에디슨 - 에디슨 전지

- 1948년 : 미국의 뉴먼 - 니켈, 카드뮴 전지 / 충전할 수 있는 건전지

 

연료 전지

- 1939년 : 영국의 글로브 - 산소와 수소의 반응 중에 전기 에너지가 발생하는 것 발견

                 실험에 의하여 연료전지의 가능성을 명백히 함

                 물을 전기분해하면 산소와 수소가 되는데 그 반대로 외부에서 양극측에 산소, 음극측에 수소를 보내어

                 전기에너지와 물을 만드는 것

- 1958년 : 케임브릿지대학에서 출력 5kW의 연료전지 완성

- 1965년 : 미국의 GE - 연료전지의 개발에 성공, 1965년 유인우주비행선 제미니 5호에 탑재

- 1969년 : 달 표면에 도착한 아폴로 11호에도 선내용 전원으로 연료전지가 사용

 

태양 전지

- 1873년 : 독일의 지멘스 - 셀렌과 백금을 사용한 광전지 발명

- 1954년 : 미국의 샤핀 - 태양전지의 발명

 

 

 

 

 

1760년 : 영국의 산업혁명 - 야간 조명이 중요한 요소로 등장

 

1815년 : 영국의 데이비 - 볼타의 전지를 2,000개 사용하여 아크를 발생시키는 실험

 

 

백열전구

- 1860년 : 영국의 스완 - 탄화면사로 필라멘트 만듬 -> 글라스구에 넣어 탄소선 전구 발명

- 1865년 : 슈프링겔 - 수은 진공 펌프 개발

- 1878년 : 영국의 스완 - 스완의 전등 발표

- 1879년 : 미국의 에디슨 - 백열전구를 40시간 이상 점등 시키는데 성공

- 1880년 : 에디슨 - 백열전구에 사용되는 필라멘트의 재료로 대나무 우수하다는 것을 발견

                               약 10년에 걸쳐 야하타의 대나무로 필라멘트 제조

- 1882년 : 에디슨 - 런던과 뉴욕에 전등회사 설립

- 1886년 : 도쿄전등회사 설립

- 1889년 : 일반 가정에 백열전구 보급

- 1910년 : 미국의 크리지 - 필라멘트에 텅스텐을 사용한 텅스텐 전구 발명

- 1913년 : 미국의 랑뮤어 - 텅스텐 전구 발명

- 1925년 : 일본 - 내면 무광택 전구 발명

- 1931년 : 일본 - 2중 코일 텅스텐 전구 발명

 

방전 램프

- 1902년 : 미국의 휴잇 - 글라스구 내에 수은증기를 넣어 아크 방전시킨 수은 램프 발명 

                 수은증기의 기압이 낮으면 자외선이 많이 나옴 -> 살균냄프로 활용, 고압 시 강한 빛

- 광장 조명이나 도로 조명에 널리 사용되고 있는 형광수은 램프는 수은이 아크 방전에 의한 빛과 자외선이

  글라스구에 도포된 형광체에 닿아 발하는 빛을 혼합해서 이용

- 1932년 : 네덜란드의 필립스사 - 파장이 590mm 단색관을 발하는 나트륨 램프 개발 - 자동차 도로의 터널 조명 사용

- 1938년 : 미국의 인먼 - 형광램프 발명

                 수은 아크 방전으로 생긴 자외선이 램프의 내측에 도포된 형광체에 닿아 여러 가지 색의 빛을 발하며

                 일반적으로는 백색 형광체가 많이 사용되고 있다.