Science in CONAN - 번개맞은 비행기 (극장판 8기)

* 상황설명
코난일행이 타고있던 비행기의 기장과 부기장이 조종불능 상태에 빠집니다.

* 문제해결
코난과 그 일행 중 한명(괴도키드)이 함께 관제탑과 연락을 하며 비행기를 착륙 시키려 합니다. 그와중에 비행기가 번개를 맞게 되는데 그와 관련하여 과학적으로 분석해 보도록 하겠습니다.

* 해설
비행기가 번개를 맞았습니다. 정말 그 안에 있는 사람들은 안전한걸까요? 이미 상식으로 알고 있는 분들도 많겠지만 비행기 안에 있는 사람들은 안전합니다.

어떤 사람들은 비행기 표면만 도체이고 내부는 부도체이기 때문에 안전하다고 설명하는데, 틀린 말은 아니지만 꼭 그래서 안전한 것은 아닙니다. 부도체라서 안전하다면 부도체인 나무에 벼락이 떨어지는 것은 설명할 수 없잖아요?

사실은 이렇습니다.
전류가 흐르는 것은 전자가 이동하기 때문입니다. 전자는 (-)극에서 (+)극으로 움직이지만 전류는 (+)극에서 (-)극으로 흐릅니다. 전자는 (-)전기를 띠고 있는데 같은 (-)전기를 띠고 있는 전자와 척력이 작용합니다. (자석의 같은 N극끼리 척력이 작용하는 것과 비슷합니다.) 그 척력에 의해 도체 내의 자유전자들은 표면쪽으로 쏠리게 되어 있습니다. 따라서 도선으로 전류가 흐를 때 도선 내부로 전류가 흐르는 것이 아니라 도선 표면을 따라 흐른다고 보는 것이 정확합니다. 도선 내부가 텅 비어도 전류의 흐름에는 아무런 변화가 없습니다.

도선 내부가 전류의 흐름에 아무런 기여도 하지 않는다면 도선을 굵게해도 전류가 더 많이 흐를 수 있는 것은 아니지 않을까 하는 생각이 듭니다.

하지만 도선의 단면이 커질수록 표면적도 넓어지기 때문에 그만큼 더 많은 전류가 흐를 수 있습니다. 따라서 전류가 잘 흐르게 하려면 표면적이 커야한다는 논리가 나옵니다. 그래서 굵은 도선을 만들 때 단면적이 작은 도선 여러개를 꼬아서 만듭니다. 그래야 효과적으로 단면적을 키울 수 있기 때문이죠.



정보 및 자료제공 : 물리나라(http://mulinara.net), 명탐정 코난의 모든것(http://blog.daum.net/cysics/)
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