전구는 인류 문명의 발전에 박차를 가하는 데 크게 일조한 발명품이다. ‘밝은 아이디어’의 상징이기도 한 전구는 ‘창의성’이라는 상징적 의미를 넘어 전 세계인의 생활 수준 향상에 크게 공헌했다.
전구의 발명은 수 세기에 걸쳐 수많은 생명을 구했다. 전구가 발명되기 전까지 주로 사용된 양초와 석유램프는 잦은 화재의 원인이었고, 가스램프는 폭발의 위험이 높았다. 전구의 발명 이후 사람들은 어두운 시간대에도 안전한 생활을 영위할 수 있었다.
전구는 우리 삶에 많은 변화를 불러왔다. 늦게까지 일할 수 있게 됐고, 밤의 문화에 활력을 불어넣었다. 전기를 사용하는 새로운 발명품들이 출현했으며 가전제품의 발달에도 크게 기여했다.
전구는 현대의 가장 중요한 발명품이자 일련의 발전 과정으로 꼽힌다. 전구를 개발한 토머스 에디슨(1847~1931)은 이와 관련해 “나는 10000번 실패한 것이 아니라 10000번 실패할 방법을 성공적으로 찾아낸 것이다”라는 유명한 명언을 남겼다.
실패할 방법을 찾아내다
에디슨은 전구 개발 초기 시제품에 기존의 기술을 활용했다. 첫 번째 전구에는 전자식 릴레이(입력이 어떤 값에 도달했을 때 작동해 다른 회로를 개폐하는 장치)를 사용했다. 백열 소자(전자 회로 구성품)를 개발하기 위해 그는 금속 막대, 단추, 호일 등을 사용했다. 여러 방식으로 실험을 거듭하던 그는 결국 나선형 와이어에서 착안해 백금을 필라멘트로 사용했다.
그는 전구가 안정적으로 사용될 수 있도록 상업용 전력망 구축을 고민했다. 당시 가스램프가 지하 파이프를 통해 사용되고 있는 것에서 아이디어를 얻은 그는 같은 방식으로 전기를 배분하기로 했다. 또한 자성을 띤 소리굽쇠를 사용한 발전기로 전력을 공급하는 방식을 개발했는데 이 또한 전신(電信 :문자나 숫자를 전기 신호로 바꿔 전파, 전류로 보내는 통신) 기술에서 아이디어를 얻었다.
특허받은 구성 요소
호일, 백금 등 다양한 소재를 도입해 전구를 개발하던 그는, 결국 탄소를 이용해 필라멘트를 완성했다. 이 실험이 성공한 후, 그는 한 기자에게 “전능하신 분이 전구를 위해 특별히 탄소를 만드신 것 같다”라며 기쁨을 표현했다.
그러나 탄소 필라멘트는 온도가 높아지면 전기 저항이 감소하는 단점이 있다. 당시 전기 공급이 비교적 불안정했기에 전압이 증가하면 이러한 단점이 악순환으로 반복돼 결국 필라멘트가 타버리는 문제가 있었다. 더구나 탄소 필라멘트는 주홍빛 광원으로 자연광과는 거리가 멀었다. 이후 미국의 실험물리학자 윌리엄 쿨리지(1873~1975)가 1991년 텅스텐 필라멘트를 발명하면서 전구의 수명이 많이 늘어났고 자연광에 가까운 전구를 사용할 수 있게 됐다.
에디슨 나사(판금을 가공해 만든 나사)는 전구의 소켓(전기를 공급하기 위한 투입구이자 지지용 부품)에 사용된다. 나사산이 둥근 것이 특징이다. 이 부품은 크기와 형태가 다양하게 변화되었지만, 발명가에 대한 경의를 표하기 위해 여전히 이름에 에디슨을 붙인다.
실패를 성공으로 바꾼 발명가 에디슨은 세계에서 가장 많은 발명품을 남긴 인물이다. 그는 미국에서 1093개의 특허를 냈고, 비공식적으로는 2332개를 발명했다고 전해진다.
앤드루 벤슨 브라운은 미국 미주리주에 거주하는 시인이자 저널리스트입니다. 그는 음유시인 부엉이 출판사의 편집자이자 미국 혁명에 관한 서사시인 ‘자유의 전설’의 저자입니다.
*류시화 기자가 이 기사의 번역 및 정리에 기여했습니다.
