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지하철은 어떻게 움직일까?
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  • 직류와 교류
    도선을 통과하는 전하의 흐름을 전류라고 한다. 그리고 이 전류의 방향이 일정하면 직류, 그리고 방향이 주기적으로 바뀌면 교류라고 한다. 우리가 쓰는 건전지는 직류 전원의 대표적인 예이고, 가정에서 쓰는 콘센트는 교류전원에 해당된다. 그래서 건전지를 사용할 때에는 (+)극과 (-)극을 정확히 연결해야 하지만, 콘센트는 자유롭게 연결할 수 있는 것이다. 우리나라에서는 1초에 60번 전류의 방향이 바뀌는 60 Hz 교류전원을 사용한다. 전동기 역시 직류전동기와 교류전동기로 나눌 수 있으며, 현재는 안전성과 경제성이 높은 교류전동기를 더 많이 사용하고 있다.

    교류와 테슬라
    교류 사용에 크게 기여한 과학자는 니콜라 테슬라(Nikola Tesla, 1856 ~ 1943)이다. 니콜라 테슬라는 교류를 이용하면 직류 전동기의 스파크 문제를 해결할 수 있다고 생각했고 이를 기반으로 변화하는 자기장의 원리를 이용한 교류 유도 전동기를 발명했다. 그리고 이 교류 전동기가 지하철을 비롯해 우리가 사용하는 여러 전기기기들의 기초가 되었다. 또한 무선 통신, 고전압 발생용 코일, 논리곱(AND)회로 소자, 레이더, 수직이착륙기, 회전날개 없는 터빈 등 수 없이 많은 발명품들을 만들거나 그 기초를 제공하였다. 자속밀도를 표현하는 국제단위계(SI 단위)인 테슬라(T)는 그의 업적을 기리기 위해 1960년 제정되었다.

     
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