세탁기∙로봇청소기∙자동차… 모터 없이 탄생할 수 있었을까?

인류를 공간적 한계에서 해방시킨 통신 기술에서부터 가사 노동의 수고로움을 비약적으로 줄여준 세탁기에 이르기까지 대다수의 현대 기술, 그 탄생의 이면엔 ‘겉으로 드러나지 않지만 핵심적 역할을 했던’ 주역이 존재합니다.

대표적인 게 바로 동력 발생기, 즉 모터(motor)인데요. 19세기 후반 발명된 모터는 각종 전자제품과 자동화 시설의 핵심 부품으로 산업화 시대를 여는 데 큰 역할을 했습니다. 자, 그럼 모터의 어제와 오늘이 어떻게 달라졌는지 함께 살펴볼까요?

최초 모터 발명은 ‘에디슨 전기회사 출신’ 테슬라

오늘날 널리 쓰이는 모터의 전신인 ‘교류 유도전동기’를 발명한 사람은 크로아티아 출신 발명가 니콜라 테슬라(Nikola Tesla, 1856~1943)<위 사진>입니다. 테슬라는 오스트리아 전신국을 시작으로 헝가리 부다페스트와 프랑스 파리에서 전기기사로 일했습니다. 이후 1884년 미국으로 건너가 에디슨 전기회사에서 수년간 발전기와 전동기를 연구했는데요. 1887년엔 테슬라전기회사를 설립, △유도전동기(1883) △교류 유도전동기(1888) △테슬라 변압기(1891) 등 첨단 기술 시대를 여는 데 기여한 혁신적 발명품을 잇따라 내놓았습니다. 1895년엔 그가 개발한 교류 시스템이 나이아가라 발전소에 사용되기도 했는데요. 자기장의 밀도를 표시하는 단위 ‘테슬라(T)’ 역시 그의 이름을 본뜬 거죠.

테슬라가 발명한 유도전동기는 ‘최초의 모터’라고 할 수 있습니다. 유도전동기의 탄생으로 인류는 전기에너지를 역학에너지로 바꿀 수 있게 됐는데요. 테슬라의 유도전동기는 교류전동기여서 기존 직류전동기보다 뛰어난 출력을 자랑했습니다. 오늘날 가정에서 다양한 가전제품이 편리하게 쓰일 수 있었던 것 역시 (유도전동기와 같은 원리로 개발된) 유도발전기의 힘이 큽니다.

유도전동기, 핵심은 ‘유도전류∙자기장 간 회전력’

▲테슬라가 발명한 유도전동기는 유도전류와 자기장을 이용, 회전력을 얻는 구조입니다

유도전동기를 만들려면 회전이 가능한 원판의 바깥쪽에 자석을 붙인 후 자석도 회전할 수 있도록 설치해야 합니다. 바깥쪽 자석을 회전시키면 유도기 전력이 흐르는 원판도 자석과 같은 방향으로 회전하게 되는데요. 자석이 시계 방향으로 돌면 원판엔 유도전류가 흐르게 됩니다. 그리고 원판 위에 생긴 유도전류와 자석의 자기장 사이에 회전력이 발생하게 되는데요. 이 힘의 방향은 자석 회전 방향과 일치합니다.

▲S/I/M 1관은 유도전동기 탄생 과정을 쉽게 이해할 수 있도록 구성돼 있습니다

유도전동기는 이 같은 원리로 전자기가 유도된 코일에 회전력을 발생시키는데요. 쉽게 말해 전기로 회전력을 얻는 구조죠. 삼성이노베이션뮤지엄(Samsung Innovation Museum, 이하 ‘S/I/M’) 1관엔 유도전동기 탄생 과정을 흥미롭게 살펴볼 수 있는 코너가 별도로 마련돼 있습니다. 현대 산업 발전에 큰 영향을 끼친 모터의 역사가 궁금하신 분이라면 꼭 한 번 방문해보시길 추천합니다.

‘흡입력 전작 대비 200배’ 인버터 모터 아세요?

한 세기를 넘기며 크고 작은 제품의 ‘핵심 부품’으로 자리매김해온 모터는 지금 이 시각에도 다양한 첨단 기술과 접목되며 발전을 거듭하고 있습니다. 올 4월 출시된 삼성 로봇청소기 ‘2016년형 파워봇’<위 사진>에도 그중 하나가 탑재돼 있습니다. 일명 ‘디지털 인버터 모터’가 그겁니다.

디지털 인버터 모터는 일반 로봇청소기 모터에 비해 약 200배 강력한 흡입력을 자랑합니다. 그 덕에 머리카락과 애완동물 털은 물론, 모래∙설탕∙미세먼지 등도 깔끔하게 정리할 수 있는데요. 이 같은 성능을 업고 2016년형 파워봇은 출시 1년 만에 누적 판매량 2만5000대를 기록하며 시장에서 큰 호응을 얻고 있습니다.

지금까지 테슬라가 발명한 교류 유도전동기부터 로봇청소기 흡입력의 차원을 바꿔놓은 디지털 인버터 모터까지 소개해드렸는데요. 이 글을 재밌게 읽으셨다면 시간 나실 때 S/I/M을 직접 방문해보시는 것도 좋겠습니다.