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과학과 놀자

벽, 바닥, 공중…3차원 공간 어디서든 충전

스마트폰, 태블릿 PC, 무선 이어폰, 스마트 워치 등 기술 발달로 우리는 다양한 전자기기를 쓰며 ‘스마트’하게 살고 있다. 하지만 ‘스마트’해진 만큼 불편함도 늘었으니, 전자기기의 사용이 늘면서 ‘충전 지옥’에 빠진 것이다. 충전기를 찾거나 보조배터리를 들고 다녀야 하는데, 여간 번거로운 일이 아니다. 그래도 이런 불편함은 조만간 해소될 것으로 보인다. 무선 충전 기술이 계속 발전하는 덕분이다.무선 충전 기술이라고 하면 어렵고 복잡하게 여겨지지만, 사실 간단한 원리를 이용한다. 심지어 우리가 중고등학교 과학 시간에 배우는 내용이다. 바로 ‘전자기 유도 현상’이다.전자기 유도 현상은 1831년 영국의 물리학자 마이클 패러데이가 발견했다. 패러데이는 덴마크의 물리학자 한스 크리스티안 외르스테드의 실험을 반복하던 중 흥미로운 생각을 떠올린다. 외르스테드는 1820년 전류가 흐르는 도선 주위에 자기장이 만들어진다는 사실을 발견했는데, 패러데이는 이와 반대로 자기장의 변화를 이용하면 전류를 흐르게 할 수 있지 않을까 하는 역발상을 한다. 그리고 실제로 코일에 자석을 넣거나 뺐더니, 도선에 전류가 흐르는 것을 발견했다. 이렇게 자기장의 변화로 생긴 전류를 ‘유도전류’라고 한다. 패러데이의 이 발견은 전기와 자기의 상관관계를 밝히며 전자기학의 틀을 세웠을 뿐 아니라 전동기·발전기 등 곳곳에 응용되어 산업을 발전시켰고, 스마트폰의 무선 충전에까지 활용되기에 이르렀다.그렇다면 이제 전자기 유도 현상을 이용한 스마트폰의 무선 충전 방식을 살펴보자. 충전 패드와 스마트폰에는 모두 코일이 감겨 있다. 충전 패드에