얼음은 전기가 통할까?

우리주변에서 쉽게 접할 수 있는 물은, 미네랄이 섞여 있기 때문에 내부에 이온이 존재해서 전류가 흐른다. 증류수라 할지라도 전기가 완전히 흐르지 않는 것은 아니다. 왜냐하면 상온의 순수한 물은, 물 분자 1천만개중의 1개가 이온화해서 수소이온과 수산화이온이 1:1 로 존재하기 때문이다. 따라서 pH 가 7 이다. 공기중의 기체가 물에 녹는 경우에도 순수한 물 보다는 전기가 잘 통할 것이다. 

하지만 물이 얼면, 얼기 전 만큼 전기가 잘 통할까?

간단한 실험을 통해서 알아보았다. 

위의 사진은 얼음의 전기 전도도를 알아보기 위해서 일반 수돗물에 스테인레스 나사 2개를 담근 후 얼린 얼음과, Fluke-1507절연 저항계이다.

얼음에는 이온이 없을 것이기 때문에 물보다 훨씬 전기가 통하기 어려울 것으로 예상되어 절연 저항계로 저항을 테스트 해 보기로 했다. 

http://youtu.be/9zPzDuPET4U

위의 동영상은 물의 절연저항과 얼음의 절연저항을 측정하는 동영상이다. 

물은 절연저항이 0.01 MΩ 정도가 나온다. 사실 이 값은 이 측정기로 측정할 수 있는 최소의 저항값일 것이다.

얼음의 절연저항을 측정했더니 1000V 레인지에서 약 3.6MΩ 이 나온다. 냉장고에서 꺼낸 직후에는 8MΩ 정도였으나, 시간이 흘러서 공기중의 습기가 응축하여 저항이 낮아진 것 같다.  

가정용 전기배선의 절연저항 기준값이 0.3MΩ 정도이므로, 이 정도면 절연체에 가깝다고 볼 수 있다.

결론은, 얼음은 전기가 통하지 않는 절연체라고 볼 수 있다는 것이다.  

러시아 같은 나라에서는 영구 동토층에 접지극을 설치하려는 경우, 동토층은 전기가 흐르지 않으므로 영구동토층 아래까지 접지극을 설치한다고 한다.