{{위키데이터 속성 추적}}
{{전자기학}}
'''정전기 유도'''(靜電氣 誘導, {{lang|en|electrostatic induction}})는 물체에 대전체를 가까이 했을 때, 자유 [[전자]]가 이동하여 대전체와 가까운 쪽에는 대전체와 다른 전하, 먼 쪽에는 같은 전하가 유도되는 현상이다.<ref>{{웹 인용 |제목=정전기 유도 |url=https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5810484&cid=60217&categoryId=60217 |웹사이트=물리학백과 ([[네이버 지식백과]]) |확인날짜=2021-04-30}}</ref> 정전기 유도는 영국인 과학자 [[존 캔턴]]이 1753년에, 스웨덴인 교수 [[요한 칼 빌케]]가 1762년에 발견했다.<ref name="Britannica">{{백과사전 인용
  | title = Electricity
  | encyclopedia = Encyclopædia Britannica, 11th Ed.
  | volume = 9
  | pages = 181
  | publisher = The Encyclopædia Britannica Co.
  | year = 1910
  | url = https://books.google.com/books?id=Mz4EAAAAYAAJ&pg=PA181
  | access-date = 2008-06-23}}</ref> [[윔셔스트 발전기]](wimshurst machine), [[밴더그래프 발전기]], 전기쟁반 같은 정전기 발전기(electrostatic generator)는 이 현상을 사용한다. 정전기 유도로 인해 [[전위]]([[전압]])은 물체의 어디서든지 일정하다.<ref name="Purcell">{{서적 인용
  | last = Purcell
  | first = Edward M.
  |author2=David J. Morin
  | title = Electricity and Magnetism
  | publisher = Cambridge Univ. Press
  | date = 2013
  | pages = 127–128
  | url = https://books.google.com/books?id=A2rS5vlSFq0C&pg=PA127
  | isbn = 978-1107014022}}</ref>

== 설명 ==
{{multiple image
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| header   = 
| image1   = Electrostatic induction experiment.png
| caption1 = 1870년대의 정전기 유도 설명이다. 오른쪽의 정전기 발전기의 양전하 극은 왼쪽의 전하를 띠지 않는 기둥 옆에 놓여져 있고, 왼쪽 끝을 양전하, 오른쪽을 끝을 음전하로 대전시키고 있다. [[검전기]] 매달려 있는 작은 금속박은 양 끝의 전하량이 크다는 걸 보여준다.
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}}
일반적으로 전하를 띠지 않은 물체는 양/음[[전하]]의 수가 같고 가까이 붙어 있어서, 어떤 부분도 전하를 띠지 않는다. (+)전하는 물체에 있는 [[원자핵]]이며 자유롭게 움직이지 않는다. (-)전하는 원자의 [[전자]]이다. 금속 등의 [[전기 전도체]]에서는, 전자 일부가 물체에서 자유롭게 이동할 수 있다.

대전체(전하를 띤 물체)를 금속 같은 전하를 띠지 않은 [[전기 전도체]]에 가까이 하면, [[쿨롱의 법칙]]에 의해 자유 전자의 분포 상태가 변화함으로써 도체의 전하 분포 상태를 바꾼다. 예를 들어 (+)전하가 도체 가까이 가져가 있을 때 (그림) 도체의 전자는 그 쪽으로 끌어당겨져서 가까운 쪽으로 이동한다. 전자가 위치를 이동할 때, (+)전하를 띠는 원자핵을 남겨놓는다. 결론적으로 외부의 전하와 가까운 부분이 (-)전하, 먼 부분이 (+)전하를 띠는 것이다. 이를 '대전'이라고 한다. 만약 외부의 전하가 (+)전하이면, 전하의 종류가 반대로 될 것이다.

== 도체의 유도 ==
[[파일:Electroscope showing induction.png|섬네일|upright=1.2|정전기 유도를 시키는 금박 검전기에서 극이 접지되기 전 모습]]
[[파일:13. Електризација на електроскоп со инфлуенца.ogv|섬네일|right|222px|정전기 유도를 보이기 위해 검전기를 사용하고 있다. 이 검전기는 전하를 유도시킬 때 전하량이 셀수록 더 기울어지는 침이 있다.]]
정전기 유도는 물체의 순전하를 바꾸는 데 쓰일 수도 있다.

이 방법은 전하를 감지하는 기구인 금속박 [[검전기]]에 쓰인다. 전하를 띠지 않는 검전기의 금속판 가까이에 전하를 띤 대전체를 접근시키는데, 이때 금속박이 벌어진다. 정전기 유도 때문에 검전기의 금속박은 금속판과 반대의 전하가 유도된다. 금속박 양 쪽은 같은 전하를 뗘서 척력(밀어내는 힘)이 작용해서 벌어지는 것이다. 검전기에는 순전하(net charge, 전체 전하)가 0이다. 즉 양전하와 음전하의 양이 같다. 검전기 내부의 전하는 재배치됐을 뿐이고, 대전체가 검전기에서 멀리 떨어지면 금속박이 다시 오므라든다.

그런데 금속판을 손가락으로 만지는 등 검전기와 접지가 일어나면, 전하가 대전체에서 전기력을 받아 접지된 곳에서 금속박으로 흘러간다. 그러면 금속박의 전하는 중성이 되고 금속박은 다시 오므라든다. 이때 검전기의 순전하는 가까이 한 대전체의 전하와 반대이다. 그런데 손가락을 다시 때서 접지가 끊기면, 검전기로 흘러온 전하가 밖으로 나갈 수 없어서 순전하가 유지된다. 이 전하는 검전기에서 대전체와 가까운 쪽에 있게 된다. 그런데 대전체까지 멀리 옮기면, 검전기의 전하가 금속박으로도 퍼져가서 금속박이 다시 벌어지게 된다.

== 부도체의 유도 ==
[[파일:Paper shavings attracted by charged cd.jpg|섬네일|종이 조각이 전하를 띠는 CD에 붙은 모습]]
[[파일:Diel.png|섬네일|유전체가 전하를 띠는 모습]]
비슷한 정전기 유도가 [[유전체 (물리학)|유전체]](전기장 안에서 표면이 전하를 띠는 부도체)에서도 일어난다. 풍선, 종이, [[스티로폼]] 조각 같은 작고 가벼운 부도체에서 정전기가 작용해서 끌어당기는 힘이 발생한다.<ref name="Sherwood">{{서적 인용
  | last = Sherwood
  | first = Bruce A.
  |author2=Ruth W. Chabay|author2-link= Ruth Chabay
  | title = Matter and Interactions| edition= 3rd
  | publisher = John Wiley and Sons
  | year =  2011
  | location = USA
  | pages = 594–596
  | url = https://books.google.com/books?id=8oyNPd5QbYgC&q=polarization+induced+insulator+attract&pg=PA595
  | isbn = 978-0-470-50347-8}}</ref><ref name="Tippens">[http://www.docstoc.com/docs/76893329/Electric-Force  Paul E. Tippens,  ''Electric Charge and Electric Force'', Powerpoint presentation, p.27-28, 2009, S. Polytechnic State Univ.] {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20120419225338/http://www.docstoc.com/docs/76893329/Electric-Force |date=April 19, 2012 }} on DocStoc.com website</ref><ref name="Henderson">{{웹 인용
  | last = Henderson
  | first = Tom
  | title = Charge and Charge Interactions
  | work = Static Electricity, Lesson 1
  | publisher = The Physics Classroom
  | year = 2011
  | url = https://www.physicsclassroom.com/class/estatics/u8l1e.cfm
  | access-date = 2012-01-01}}</ref><ref name="Winn">{{서적 인용
  | last =  Winn
  | first = Will
  | title = Introduction to Understandable Physics Vol. 3: Electricity, Magnetism and Ligh
  | publisher = Author House
  | year = 2010
  | location = USA
  | pages = 20.4
  | url = https://books.google.com/books?id=WRuRvz_ZD1AC&q=dielectric+polarization
  | isbn = 978-1-4520-1590-3}}</ref>

부도체에서, 전자는 도체에서처럼 자유롭게 이동할 수 없고 원자나 분자에 얽매여 있지만 분자 속에서 살짝 이동할 수 있다. (+)대전체를 부도체에 가까이 하면, 각 분자에 있는 전자가 그 쪽으로 끌어당겨지지만, 반면에 원자핵은 분자의 반대쪽으로 살짝 움직인다. (-)전하가 (+)전하보다 외부 물체에 더 가까우므로, (-)전하의 인력이 (+)전하의 척력보다 세져서 알짜힘은 인력이 작은 세기로 작용한다. 이것은 유전 분극 또는 [[편극 밀도|편극]](polarization)이라 하고, 분극이 된 분자는 쌍극자(dipole)이라고 한다. 이 효과는 미세하지만, 분자들이 많이 있기 때문에 스티로폼 같은 가벼운 물체를 들어올릴 만한 충분한 힘을 준다. 이는 피스볼 [[검전기]]의 작동 원리이다.

== 각주 ==
{{각주}}

== 외부 링크 ==
*{{웹 인용
 |title=Charging by electrostatic induction
 |work=Regents exam prep center
 |publisher=Oswego City School District
 |year=1999
 |url=https://regentsprep.org/Regents/physics/phys03/aeleclab/induct.htm
 |accessdate=2008-06-25
 |url-status=dead
 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20080828082950/http://regentsprep.org/Regents/physics/phys03/aeleclab/induct.htm
 |archivedate=2008-08-28
}}

{{글로벌|제목=정전기 유도}}

{{전거 통제}}

[[분류:정전기학]]
[[분류:전기]]