정전기 — 겨울의 작은 번개

겨울에 니트 스웨터를 벗으면 머리카락이 달라붙고, 차 문을 잡으면 "따악" 한다. 귀찮지만, 원리를 알면 흥미롭다.

전자의 이동

모든 물질은 양전하(양성자)와 음전하(전자)를 갖고 있다. 보통은 균형 상태. 두 물체가 마찰하면 한쪽에서 다른 쪽으로 전자가 넘어간다.

플라스틱 빗으로 머리를 빗으면, 빗이 머리카락에서 전자를 뺏는다. 빗은 음전하, 머리카락은 양전하를 띠게 된다. 양전하끼리 밀어내니까 머리카락이 사방으로 퍼진다.

왜 겨울에 심한가

수분이 전기를 전도한다. 여름의 습한 공기에서는 쌓인 전자가 공기 중 수분을 통해 서서히 방전된다. 겨울의 건조한 공기에서는 이 경로가 없다. 전자가 계속 쌓이다가 금속(문손잡이 등)에 닿는 순간 한꺼번에 방전 — "따악".

번개와의 관계

번개도 정전기다. 구름 속에서 얼음 알갱이들이 부딪히면서 전하가 분리된다. 구름 아래쪽이 음전하, 위쪽이 양전하를 띠게 되고, 전위차가 한계를 넘으면 공기를 뚫고 방전된다. 규모가 수만 볼트 vs 수천 볼트의 차이일 뿐, 원리는 정확히 같다.