2-1. 전위(전압)란 무엇인가

건전지에 적힌 숫자의 비밀

스마트폰 충전기를 보면 "5V"라고 적혀 있다. 콘센트에는 "220V"라는 표시가 있다. 번개가 치면 수억 볼트(V)에 달한다고 한다. 우리는 이 숫자를 매일 마주치면서도 정작 **"볼트(V)가 대체 뭘 뜻하는 거야?"**라고 물으면 명확하게 답하기 어렵다.

더 놀라운 질문을 하나 던져보자. 새가 수만 볼트가 흐르는 고압선 위에 앉아도 감전되지 않는다. 그런데 욕실에서 젖은 손으로 220V 콘센트를 만지면 심장이 멈출 수 있다. 같은 "전압"인데 왜 이렇게 결과가 다를까? 사실 이 질문에 제대로 답하려면, 전압이란 무엇인지를 정확히 이해해야 한다.

이번 절에서 그 비밀을 풀어보자.

지금까지의 이야기 — 전기장까지 왔다

앞 절에서 우리는 전기의 세계에 본격적으로 발을 들였다. 핵심을 되짚어 보면 이렇다.

첫째, 전하(electric charge)라는 성질이 있다. 양전하와 음전하가 있으며, 같은 부호끼리는 밀어내고 다른 부호끼리는 끌어당긴다.

둘째, 전하 사이의 힘은 쿨롱의 법칙이 지배한다. 힘의 크기는 두 전하의 곱에 비례하고, 거리의 제곱에 반비례한다.

셋째, 전기력을 공간 전체에 걸쳐 표현하기 위해 전기장(electric field)이라는 개념을 도입했다. 전기장은 "이 지점에 전하를 놓으면 어느 방향으로, 얼마나 세게 힘을 받는가"를 나타내는 보이지 않는 화살표 지도였다.

그런데 전기장만으로는 어떤 질문에 답하기가 매우 불편하다.