1시간 전
[요리에 과학 한 스푼]전기레인지와 백열전구
2026.05.10 19:58
얼마 전 전기레인지 하나를 선물받았습니다. 강한 화력과 불꽃의 감성 때문에 저는 가스 방식을 더 선호하는 편이지만, 전기레인지도 나름의 매력이 있는 조리기구입니다. 매끈한 외양은 주방을 훨씬 더 세련되게 만들고, 관리도 쉬운 편이죠. 게다가 전기만 연결하면 되니 공간적 제약도 훨씬 덜합니다.
그런데 멀리 거슬러 올라가면 이 전기레인지가 백열전구와 같은 뿌리에서 나왔다는 사실을 알고 계신가요?
전류가 잘 흐르는 물질을 도체라 부릅니다. 대표적인 예로 금속이 있죠. 금속의 내부는 원자들이 규칙적으로 배열되어 있고, 그 사이로 전자들이 분포하면서 원자들을 서로 결속시킵니다. 그런데 금속은 다른 물질에 비해 전자의 움직임이 상대적으로 자유롭습니다. 그래서 이 전자들이 전기를 잘 실어나르죠. 이처럼 전기를 실어나르는 전자들의 흐름을 전류라 부릅니다. 그런데 이러한 흐름이 완전히 자유로운 것만은 아닙니다.
원자들에 부딪히면서 그 흐름이 방해를 받을 수 있기 때문이죠. 이처럼 전류를 방해하는 성질을 저항이라 부르며, 금속의 종류나 상태에 따라 서로 다른 값들을 갖습니다. 그리고 이 저항으로 인해 전자의 운동 에너지가 열에너지로 변환됩니다. 따라서 저항값이 클수록 전류가 흐를 때 더 많은 열이 발생하며, 이를 ‘전열현상’이라 합니다.
전열현상은 오래전부터 알려져 있었습니다. 미국 과학자 에베네저 키너슬리는 1761년 구리 도선에 전류를 흘려 열을 발생시키는 공개 실험을 했습니다. 구리가 매우 고온이 되자 빛도 함께 발생했습니다. 그의 실험은 구리가 녹아버려 금세 끝났지만, 이후 두 가지 중요한 발명의 시작점이 되었습니다.
첫 번째는 백열전구의 발명입니다. 전류가 흐르면 전열현상과 함께 밝은 빛도 발생한다는 사실은 사람들에게 큰 영감을 주었습니다. 기존의 양초나 가스등을 대체할 수 있는 새로운 조명기구의 가능성을 보았던 것입니다. 이후 19세기 후반까지 많은 종류의 백열전구들이 발명되었습니다. 에디슨의 전구도 그중 하나인데, 녹는점이 높은 텅스텐 필라멘트를 사용하고, 전구 내부를 고진공으로 만들어 수명을 획기적으로 늘렸습니다. 여기에 발전기, 분배기 등의 발명이 결합되며 상업적으로 큰 성공을 거두었죠.
두 번째 발명품은 전열현상의 본질인 열 그 자체를 난방·조리에 사용하는 전열기구입니다. 1859년 조지 심슨이 특허를 획득했다고 알려졌는데, 도체를 세라믹 절연체로 둘러싸고 다시 금속 튜브에 넣은 형태였죠. 이 금속 튜브를 코일 형태로 만들고 전류를 흘려주어 열원으로 사용하면, 단순한 방식인 ‘직접 가열식’ 전기레인지가 됩니다.
한편 그릇 자체에서 열을 발생시켜 효율성을 높인 ‘유도 가열식’ 전기레인지도 있습니다. 보통 인덕션이라 부르는 것인데, 그 내부에는 자기장을 변화시키는 장치가 들어 있습니다. 전자기 유도 법칙에 따르면 도체를 통과하는 외부 자기장의 변화는 도체 내부에 소용돌이 형상의 전류를 유도합니다. 이러한 전류를 맴돌이 전류라 부르는데, 저항값이 높은 도체로 만든 그릇에 이 전류가 흐르면 전열현상으로 조리가 되는 원리입니다.
과학은 사물과 현상의 보편적 원리를 다룹니다. 그래서 개별적인 것들에서 의외의 연결성을 발견하기도 하죠. 전기레인지와 백열전구처럼 말입니다.
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