선풍기 원리로 알아낸 시원한 활용법 [우리가 몰랐던 과학 이야기] (302)

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여름이 되면 집집이 꺼내놓은 전자제품이 있습니다. 시원한 바람으로 더위를 식혀주는 선풍기도 그중 하나인데요. 물론 최근에는 실내 온도를 낮추기 위해 대중화된 에어컨을 쓰는 이들이 많지만, 여전히 선풍기는 경제성과 효율성으로 꾸준한 인기를 얻고 있습니다.

최근에는 기온이 높이 올라가면서 선풍기를 좀 더 시원하게 활용할 수 있는 방법이 등장하고 있는데요. 그래서 오늘은 선풍기의 원리를 통해 시원함을 키울 수 있는 신박한 아이템을 알아보겠습니다.

◆선풍기 작동 원리

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버튼을 누르는 순간 바로 강한 바람이 나오는 선풍기! 나아가 바람의 세기도 조절할 수 있는데요. 그렇다면 선풍기의 원리는 무엇일까요?

선풍기의 날개는 모터에 연결되어 있습니다. 그래서 전원을 켜고 버튼을 누르면 모터 안의 코일에 전류가 흐르면 자기장이 발생하여 반발력으로 강한 운동 에너지를 얻게 되는데요. 이렇게 전기 에너지를 운동 에너지로 바꿔 선풍기를 작동시키는 것입니다.

그렇다면 바람의 세기는 어떻게 조절하는 걸까요? 바람의 세기는 모터에 전해지는 전압의 크기에 비례하는데요. 즉 모터에 전해지는 전압을 조절하면 모터의 토크가 변하면서 회전 속도를 조절할 수 있고, 이 회전 속도에 따라 바람의 세기가 달라지는 건데요. 사용자는 간단하게 버튼만 누르지만, 선풍기 안에서는 다양한 동작이 일어나고 있는 것입니다.

◆선풍기 바람의 원리

선풍기 날개가 돌아가는 원리는 알았는데요. 자세히 보면 선풍기의 날개가 경사가 진 것을 알 수 있습니다. 이렇게 선풍기 날개에 경사가 있는 이유는 왜일까요?

이 경사면이 선풍기 바람을 만들어 내는 것인데요. 모터를 이용해 날개를 회전시키면, 경사면이 선풍기 뒤쪽에 있는 공기를 반복적으로 앞으로 밀어내면서 바람을 만들어 주는 것입니다.

또한 경사면의 아래쪽으로 회전해 공기가 앞으로 밀려 나와 바람이 앞쪽으로 불게 되는 것입니다.

◆대류 현상을 이용한 선풍기 활용법

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대류 현상을 활용하면 여름철을 조금 더 시원하게 보낼 수 있는데요.

과학 시간에 우리가 배운 대류 현상을 간단히 정리하자면, 공기는 온도가 낮으면 밀도가 크고, 온도가 높으면 밀도가 작기 때문에 찬 공기는 밑으로 깔리고 뜨거운 공기는 위로 올라가게 됩니다.

간단한 예로 냉동실을 열면 찬 공기가 밑으로 깔리면서 하체가 시원해지는 것을 느낄 수 있습니다. 이런 원리로 에어컨은 바람을 위로 향하게 하고 히터는 바람을 아래로 향하게 하라고 하는 것입니다.

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이런 대류 현상을 선풍기에도 이용할 수 있을 것 같은데요. 우선 창문을 꽉 닫아놓고 장시간 외출을 하고 집에 돌아오면, 외부보다 높게 올라간 실내 온도를 확인할 수 있습니다. 이럴 때는 창문을 열고 선풍기를 사용자 방향이 아닌 외부로 향하게 하면 집안의 더운 공기를 효과적으로 제거할 수 있습니다. 물론 최대한 높은 곳에 선풍기를 놓는 것이 좋습니다.

또한 에어컨을 틀고 선풍기는 낮은 쪽에서 천장 쪽으로 틀어주면 공기가 순환되어 방 안을 골고루 시원하게 만들 수 있습니다.

◆선풍기를 에어컨으로 만들어 주는 아이템

앞에서 알아본 것처럼 선풍기는 뒤쪽 공기를 앞으로 밀어주는 방식인데요. 이런 원리를 활용해 선풍기를 에어컨처럼 쓸 수 있습니다. 이미 많은 분이 사용하는 방법 중 하나인데요. 얼음 봉지를 선풍기 뒤쪽에 설치해 에어컨 바람처럼 차가운 공기를 앞으로 밀어내게 하는 것입니다. 얼음으로 차가워진 공기가 마치 에어컨에서 나오는 바람처럼 느껴지는데요.

문제는 봉지에 생긴 물기가 흘러 선풍기에 들어가거나, 회전하면 고정이 어렵다는 것입니다.

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그런데 이런 불편을 해소해주는 아이템이 나왔습니다. ‘아이스톤’이라고 불리는 이 제품은 얼음 봉지를 제품으로 만든 것인데요. 선풍기 뒤쪽에 안전하게 설치할 수 있으며, 간단하게 분리해 냉동실에서 얼리기 쉽게 만들었습니다. 또한 결로로 생긴 물기를 받는 컵을 따로 제작하여 선풍기에 영향을 주지 않게 하였는데요. 이제는 조금 편하게 선풍기를 에어컨처럼 이용할 수 있을 것 같습니다.

오랜 시간 우리 곁에서 무더위를 잊게 해준 선풍기! 오늘은 그런 선풍기의 원리에 대해 알아보았습니다. 앞에서 살펴본 것처럼 선풍기의 간단한 원리만 이해해도 무더운 여름은 조금 더 시원하게 보낼 수 있는데요. 올여름 이 같은 선풍기 활용법으로 시원한 여름 보내기 바랍니다.

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