전자기 유도의 발견_4부. 최초의 모터를 만든 패러데이

1820년 외르스테드, 전류가 흐르는 도선 주변에 나침반이 움직인다는 사실을 발견한 해에

패러데이는 에드워드의 19세 여동생 세라와 결혼하면서 잠시 전기와 자기에서 손을 놓고 있게 된다.

중요한 일이라고 생각했지만, 부득이하게 소홀했던 점을 뒤로하고,

1821년에 세계 최초 모터의 시작점인 실험을 진행하면서,  모든 재능과 능력을 쏟아 붓기 시작한다. 

이 실험은 결혼한 세라의 남동생 조지와 함께 진행했는데, 그 때 조지의 나이는 14살이었다. 

패러데이는 구할 수 있는 모든 자료를 구해서 읽고, 언제나 그랬듯이 모든 실험들을 재현해 보기 시작하면서

외르스테드와 앙페르의 논리를 이해하기 위해 최선을 다했다. 

하지만, 정규 교육을 받은 적이 없이, 독학으로, 그것도 실험 위주로 연구를 진행했던 패러데이기에 

수학적인 내용을 이해하는데 큰 한계가 있었다. 

패러데이에게 앙패르의 방정식은 상형문자나 외국어와 다름 없었다. 

그래서 더욱 실험에 몰두할 수 밖에 없었을 것이다. 

전기와 자기에 대해 독창적으로 진행한 실험은 패러데이의 천재성을 보여준다.

 

 

큰 그릇 (대야)에 밀랍을 붓고, 그 안에 철제 막대자석을 세워두었다. 밀랍이 굳으면서 자연스럽게 막대 자석은 고정되었다. 

그후 자석의 꼭대기만 노출될 정도로 수은을 부었다. 

그리고 지지대를 세워 도선을 매달고, 도선의 끝이 수은에 잠기도록 했다.

전지의 단자를 수은과 도선에 연결했다.

도선이 수은에 잠겨 있는 상태로 움직이는 한, 수은과 도선 사이로 전류를 계속해서 흐르게 되도록 만든 것이다. 

외르스테드의 실험에 의하면 도선때문에 나침반(자석)이 움직였고,

앙페르의 실험에 의하면 도선때문에 또 다른 도선이 움직였으니,

자석으로도 도선이 움직일 수 있지 않을까라는 생각을 했던 것 같다.

다만, 의도했는지는 모르겠지만, 패러데이가 생각한 방법은 나침반이 한 번 움직이고, 도선이 한 번 움직이는 것과는 다르게

전류가 흐르는 동안에는 계속해서 도선이 움직이는 실험인 것이다. 

실험은 대성공이다.

도선이 원을 그리며 막대자석 주위를 빠르게 돌았던 것이다. 

반대로, 도선을 고정시키고 막대 자석을 매달아 놓았을 때도 자석이 회전하는 실험도 확인했다. 

최초의 모터로도 볼 수 있는 실험이다. 

 

이 실험 결과는

[새로은 전자기적 운동과 전자기학 이론에 대하여] 라는 제목으로 '계간 과학 학술지'에 게재된다.

하지만 울러스턴의 연구를 표절했다는 의혹은 사게 되었고, 이로 어려움을 겪기도 했다. 

그럼에도 이 실험은 금방 유명세를 타게 되었고, 불과 몇 달 만에 왕립 과학 연구소의 강의실에는 대형 회전자가 설치되어 누구든지 볼 수 있게 되었다. 또한 초소형으로 제작되어 유럽 전역의 과학자들에게 발송되기도 했다. 

그 후 왕립 학술원 회원이 되었고, 수많은 업무들을 처리하면서 정작 본인이 하고 싶어하던 전자기 관련 연구를 제대로 진행하기 어려워졌다.