글로벌 세계 대백과사전/기술·통신/기계-건설기술/기 계 기 술/일상생활의 기기

일상생활의 기기

日常生活－機器

가정생활은 가정을 중심으로 하여 휴양이나 수면을 취하며, 식사를 하고, 또한 오락을 함께 하며, 계절이 바뀌면 그 계절의 의복을 준비하고, 계절에 맞지 않는 옷들을 손질하거나 보존하는 등의 생활로서, 사람들이 사회에서 생산·정치·교육 기타 여러 가지 이른바 사회생활을 하는 동안 거기서 소모된 활동력을 회복하고, 정신적인 안정을 얻게 하는 것을 그 주된 목적으로 하고 있다. 그 밖에 아이를 낳아서 사회에 진출할 때까지 양육하는 것도 중요한 역할이다.

이러한 가정의 기능을 수행하기 위한 일을 가사작업(또는 가사노동)이라 하며, 주로 주부가 담당해 왔으나 작업 내용이 다방면에 걸치고 또한 복잡하며, 더구나 시간적으로도 일정하지가 않기 때문에 가사작업의 기계화라는 것은 상당히 어려운 것이었다. 그러나 기술의 혁신은 가사작업의 한가지 한가지씩을 점차 기계화해 나가고 있으며, 세탁·취반(炊飯)·목욕물 데우기·물긷기·청소 등과 같은 가사 노동 중에서도 비교적 중노동에 속하는 일을 차차 기계로 대신할 수 있게 되었다.

또 한편 적극적으로 가정생활을 풍요하게 하기 위한 식품 보존 조리·실내 공기조정·조명 등에 여러 가지 새롭고 능률이 높은 기계가 이용되게 되었다. 또한 몸의 휴양이나 미용을 위해서도 각종 전기제품이 쓰이고 있다.

이와 같이 기계를 일상생활에 활용한다는 것은 가정생활을 보다 편리하고 능률있게, 그리고 내용을 풍부하게 할 수 있기 때문에 종래 가사에 묶여 있던 주부를 시간적·노동적·정신적으로 해방시키는 것이기도 하다.

한편, 그 기계의 기능을 충분히 발휘시키기 위해서는 기계의 원리나 구조에 대해서도 어느 정도 알아야만 한다. 그런 뜻에서 가정생활에 관계 깊은 기계·기구에 대해서 간추려 해설하고자 한다.

식생활의 기계·기구

식생활의 기계·기구

食生活－機械·器具

식생활과 관계가 깊은 기계·기구는 날로 증가해 가고 있다. 그 중에서도 전기솥은 한국인이 옛날부터 오랜 경험을 통해 터득해 온 요령을 불필요하게 하였으며, 자동으로 밥을 지을 수 있게 된 것은 부인들의 가사노동 및 노동시간의 경감에 크게 공헌하고 있다. 또한 전기냉장고는 긴 장마철과 여름철 식생활에 중요한 역할을 하고 있다. 전자 레인지는 종래의 가열기와는 근본적으로 가열원리가 달라, 요리방법을 크게 전환시켰으며, 식생활에 미치는 영향이 매우 크다. 믹서의 보급은 신선한 야채나 과일의 영향을 섭취하는 방법을 바꾸었다.

냉장고

冷藏庫

알코올처럼 증발하기 쉬운 것을 피부에 바르면 증발열을 빼앗아서 기화(氣化)하기 때문에 차게 느껴진다. 이와 같이 액체가 기화할 때 밖으로부터 열을 흡수하는 성질을 이용한 것이 냉장고이다. 그리고 냉각시키는 데 쓰이는 것을 냉매(冷媒)라고 한다. 〔그림〕－1과 같이 암모니아나 프레온 12 등의 냉매를 열이 잘 전도되는 용기에 넣고, 단열재(斷熱材)로 둘러싼 상자의 상층부에 놓고서 냉매를 기화시키면 상자 속은 냉장고가 된다.

단열재는 냉장고의 바깥상자와 속상자의 사이에 넣으며, 글라스 울이나 포말 플라스틱(泡沫 plastic)이 사용되고 있다.〔그림〕－1과 같은 구조로는 냉매를 계속해서 보충해야 하기 때문에 실용화 될 수 없다. 실제로는 일단 증기가 된 냉매를 다시 액체로 환원시켜서 되풀이하여 사용하고 있다. 이 냉매의 순환방식으로는 압축식과 흡수식(吸收式)이 있다. 보통 가정용 전기냉장고는 압축식이고 가스냉장고는 흡수식이다.

전기냉장고

電氣冷藏庫

전기냉장고의 냉각작용은 압축기·방열기(放熱器)·모세관·냉각기로 된 냉동사이클에 의해 이루어진다. 냉동사이클 속에는 '프레온12'라는 휘발성이 강한 냉매가 봉입(封入)되어 있다. 압축기로 고압이 된 냉매가스는 방열기의 가느다란 파이프를 지나는 동안에 열을 방출한다. 바꾸어 말하면 외기(外氣)로

냉각되어

액상(液狀)이 되어 모세관을 지나서 냉각기에 오면 주위에서 열을 빼앗으면서 갑자기 증발한다. 이 때 냉각작용을 일으킨다.

냉장고 속의 온도는 증발기의 온도로 작동하는 온도조절기(thermostat)의 스위치로 압축기를 작용시키거나 정지시키면서 조절한다. 프리저(freezer：冷凍室)는 냉동기로 둘러싸인 작은 간(間)을 특별히 별개의 문으로 차단시킨 것으로서 －20℃ 정도까지 내려가게 할 수 있다. 냉동기에 생기는 서리는 히터로 녹이거나 또는 전환(轉換)코크로 온도가 높은 고압냉매를 응축기를 통과시키지 않고 직접 냉동기로 흘려서 자동적으로 제거할 수가 있다. 이 기구(機構)를 자동서리제거장치라고 한다.

조리용 가열기

調理用加熱器

부엌에서 쓰이는 가열기는 열원(熱源)으로서 가스나 전기가 이용됨에 따라 열을 손실없이 사용할 수 있는 구조를 갖거나 자동조절기구가 달린 것도 많아졌다. 조리용 가열기 중에서 몇 가지를 선택하여 설명키로 한다.

자동솥

自動－

자동솥은 자동취반기라고도 하며 전기나 가스를 열원으로 사용한다. 밥이 다 지어지면 자동적으로 전기나 가스가 꺼지는 것이다. 자동솥의 내부온도는 물이 있는 동안은 가열해도 물의 비등점(100℃) 이상으로 오르지 않지만, 밥이 다 지어져서 수분이 쌀에 흡수되어 버리면 솥바닥의 온도는 갑자기 상승하기 시작한다. 자동솥은 이처럼 온도가 급격히 상승하는 것을 이용하여 서모스탯을 작용시켜서 전류를 절단시키도록 한 것이다.

토스터

toster

토스터는 토스트용으로 자른 식빵을 표면만 빨리 굽기 위한 기구이다. 발열체(發熱體)는 용량이 상당히 큰 것을 사용하고 있다.

조작의 형식에 따라서, 빵을 한쪽을 구워서 뒤집는 턴오버(turn­over)형과, 빵 양쪽에 발열체를 장치하고 빵조각을 그 사이에 끼워서 굽는 홉업(hop­up)형이 있다. 후자의 경우는 다 구워지면 빵이 자동적으로 튀어오르는 동시에 스위치가 꺼지는 자동식이 있으며 최근에는 거의 이런 형이 쓰인다(〔그림〕－4). 자동식의 기구는 바이메탈식과 시계장치식이 있다. 그리고 빵을 토스터의 한쪽에 넣으면 소형 모터에 의한 이동장치로 자동적으로 발열체 사이를 지나는 동안에 구워져서 반대쪽으로 나오는 워킹형도 있는데, 연속적으로 빵을 구울 수가 있고 또 빵이 골고루 구워지는 장점이 있다.

전자 레인지

電子 range

전자학을 응용한 가장 새로운 조리기계이다. 극히 파장이 짧은 전파는 식품(동물성 및 식물성 조직)의 내부에 침투하고 분자진동(分子振動)에 의해 온열(溫熱)이 발생하므로 단시간에 심부(深部)에까지 균일하게 가열할 수가 있다.

전자 레인지의 전파의 주파수는 2,400∼2,500MHz이며, 이러한 단파장(短波長)의 전파를 일으키기 위해 마그네트론을 사용하며 소비전력도 크다. 가정용은 소비전력이 약 2kW 정도이며 1.2kW 정도의 고주파 출력을 발생한다. 가열시간이 짧아도 되기 때문에 단시간에 끊어지는 타이머가 장치되어 있다.

믹서와 주서

mixer－juicer

믹서는 모터의 회전축에 직결된 커터로 컵 속의 식품을 잘게 절단하고 교반혼합(攪拌混合)하는 조리기구이다. 일반적으로 식품을 넣는 용기(컵)와 모터가 있는 본체(스탠드)의 2부분으로 돼 있다.

커터는 스테인리스강으로 만든 3각형의 날이 상하로 2장 십자형으로 조립된 4매날이 많다. 거기다가 2매를 더한 6매날로 된 것도 있으며 매분 1만∼1만 6,000회 정도의 고속회전을 한다. 컵 내벽에는 돌기가 있어 내용물이 커터와 함께 돌아가지 않도록 되어 있다(〔그림〕－7).

주서는 야채나 과일로 즙을 짜내기 위한 기구이다. 식품을 가는 원판꼴의 커터(cutter)와 커터에 간 식품으로부터 원심력에 의해 액즙(液汁)을 분리해 내는 원심통(遠心筒)이 모터로 매분 3000회 정도의 속도로 회전한다. 원심통과 커터를 넣은 케이스를 믹서의 컵처럼 스탠드를 분리할 수 있으며 또 케이스의 뚜껑에는 식품의 투입구와 그것을 밀어넣는 압입봉(피스톤)이 달려 있다(〔그림〕－8).

자동식기세척기

自動食器洗滌機

식기의 세척·건조를 자동적으로 하는 기계이다.

세척통(洗滌筒)에 세워서 넣은 식기는 아래 부분에 있는 분사공(噴射孔)에서 분사되는 세제 섞인 더운 물에 씻긴다. 세척액은 다시 여과(濾過)된 다음 펌프에 의해 다시 분사공으로 보내져서 식기를 세척한다. 세척 작업이 끝나면 배수 코크가 열리고 세척액을 버린 다음 깨끗한 물로 몇 차례 급수와 배수를 되풀이하여 씻어 낸다. 그리고는 히터로 건조시킨다. 이와 같은 동작의 시동과 정지는 모두 타임 스위치에 의하고 있다.

세탁기는 물건을 회전시키면서 빨지만 식기세척기는 분사수류(噴射水流)를 회전 노즐에 의해 이동시키면서 씻는 방법을 취하고 있다.

주생활의 기계·기구

주생활의 기계·기구

住生活－機械·器具

주생활(住生活)에 관계되는 기계·기구는 조명·난방·환기 등 극히 종류가 많다. 특히 최근에는 공기 조절을 위한 기계가 개발되고 그 보급도 점차 늘어가고 있다. 또 급탕(給湯)시설은 생활 향상과 더불어 주생활에 필요한 것이 되었다. 청소기는 보급률이 높고 오늘날에는 흔히 볼 수 있는 청소기구로 등장했다.

조명기구

照明器具

백열등

白熱燈

유리구 속에 텅스텐의 필라멘트를 봉입(封入)하고 내부를 진공을 만들거나 또는 불활성(不活性) 가스인 질소나 아르곤을 넣은 것이다.

금속 부분은 전류를 통하는 구실뿐만 아니라 전구를 소켓에 고정시키는 구실을 한다. 필라멘트는 20W 이하의 것에는 단(單)코일, 그 이상의 것에는 2중 코일의 필라멘트로 되어 있다. 2중 코일로 하면 봉입 가스의 대류(對流)로 인한 열손실을 감소시킬 수가 있어 효율을 높일 수가 있다. 또 가스를 봉입하는 것은 텅스텐이 고온으로 증발되어 유리구의 내면에 부착되어 까맣게 되는 것을 방지하기 위해서이다. 유리구의 내면을 젖빛유리로 만든 것은 눈부신 것을 막는다.

청색 유리를 사용한 주광색(晝光色)전구, 내열성 색소를 칠한 색전구(色電球), 순백색의 산광성도료(散光性塗料)를 칠한 전광전구(全光電球), 유리구의 모양을 반사갓형(反射笠形)으로 하고 그 내면을 도금한 리플렉터 램프 등이 있다. 회중 전등용의 꼬마전구도 전압이 낮을 뿐 구조는 마찬가지이다. 꼬마전구를 잘 이용한 것은 플래시 라이트(회중전등)이며 그 전원(電源)으로서는 주로 건전지와 축전지가 사용된다(〔그림〕－9). 전구는 최초의 밝기의 80%가 되기까지의 시간을 수명이라 하는데 현재의 규격으로는 1000∼1200시간으로 되어 있다. 전구는 함께 사용하는 기구(셰이드나 글로브)의 선택이 중요하며 또 먼지가 묻어 조명효과를 손실하는 일이 없도록 손질을 해 주는 것도 중요하다. 일반주택의 경우는 평당 30W 정도가 적당하다.

형광등

螢光燈

형광등은 가늘고 긴 관구(管球)의 내면에 형광물질을 칠하고 그 속에 아르곤과 소량의 수은을 봉입(封入)한 것으로서, 양쪽끝의 금속부분에는 전극용(電極用) 필라멘트가 달려 있다.

이 필라멘트를 예열(豫熱)하고 있어서 양극간에 전압을 걸면 방전(放電)이 시작되며, 수은증기에 따라 자외선이 발생하고, 그것이 형광물질을 발광(發光)시키는 것이다. 형광물질의 배합에 따라 발광의 색깔이 달라지며 종류도 많다.

필라멘트(filament)를 예열하기 위해서는 점등회로(點燈回路)가 많이 쓰이고 있다. 스위치를 넣으면 스타터(starter;glow lamp 라고도 함)는 방전에 따라 전류를 흘리며 형광등의 필라멘트가 먼저 뜨거워진다. 시간이 지나면 스타터의 바이메탈(bimetal)전극이 분리되어 끊어지므로 100V의 전압은 형광등 양쪽 끝의 전극간에 걸려 방전을 시작한다. 스타터를 사용하지 않고 온 오프 스위치(on­off switch)를 쓰는 회로도 있다.

그리고 회로에 직렬(直列)로 들어 있는 안정기(安定器, choke coil)는 형광등의 방전전류를 일정하게 제어하기 위한 것이다. 형광등도 W수로 나타내지만 백열등에 비해서 같은 W수라도 4배나 밝다. 즉 전력을 빛으로 바꾸는 비율이 높기 때문이다. 그러나 안정기 등에서의 전력손실도 있기 때문에 평당 W수는 백열등의 반(半)인 15W 정도로 생각하면 된다.

고압수은등

高壓水銀燈

정원조명(庭園照明) 등에 사용되는 고휘도(高輝度)의 방전등이다. 가느다란 석영(石英) 유리관에 수은을 넣고 양쪽끝에 전극을 봉한 발생관을 진공으로 한 외구(外球) 속에 봉입(封入)한 것이다. 외구 속이 전공이기 때문에 발광관(發光管)의 열을 방산(放散)시키지 않아 고온이 되며, 그에 따라 녹색의 가시광선(可視光線)이 많이 나와 조명용이 되는 것이다.

마찬가지로 나트륨 증기 속에서 방전시키는 나트륨 램프도 있다. 이것은 전극(電極)을 양끝에 가진 T자형 발광관에 투명유리제의 중관(中管)이 씌워져 있다. 색깔은 황색이고 발광효율은 매우 높다. 안개 속에서 멀리 비쳐지므로 자동차 도로의 조명용으로 이용된다.

냉·난방기구

冷·暖房器具

선풍기

扇風機

선풍기는 날개·가드(guard)·모터·스탠드의 4개 부분으로 되어 있다. 날개는 플라스틱제의 스크루 형(3∼4매)이 많은데 원통형도 쓰이기 시작하고 있다.

모터는 인덕션 모터(induction motor)가 많으나 콘덴서 모터(condenser moter)도 쓰이기 시작하고 있다. 전동기는 기류의 저항이 되기 쉬우므로 유선형(流線型)의 케이스로 싸여 있다. 스윙 장치와 전동기의 회전을 웜 기어(warm gear)와 크랭크 로드(crank road)로 왕복운동으로 바꾸고 스탠드에 지점(支點)을 두어 송풍장치 전체를 좌우로 움직이게 하는 장치이다. 스탠드는 지지대(支持臺)로서 스위치류가 붙어 있다. 선풍기의 크기는 날개의 크기로 나타내고 있으며 20㎝에서 40㎝까지가 일반적이다.

선풍기에는 그 밖에 실내의 공기조절을 목적으로 한 환기(換氣)선풍기와 서큘레이터(therculator) 등이 있으나 구조는 거의 비슷하다.

에어 컨디셔너

air conditioner

에어 컨디셔너는 실내의 공기조건을 조절하는 것으로서 공기의 냉각(가열하는 것도 있다), 제습(除濕)·제진(除塵)·흡배기(吸排氣) 등을 행한다. 에어 컨디셔너의 냉각장치는 전기냉장고와 거의 비슷하나 압축기의 모터가 훨씬 크다. 공기의 흡인(吸引)은 시로코 팬(sirocco fan)에 의하며, 이 팬의 전면에는 에어 필터(air filter)가 있어서 공기 속의 먼지를 제거한다. 먼지가 제거된 공기는 냉동장치인 냉동기의 틈새를 통과하는 동안에 냉각되고, 이 때 공기중의 수분은 노점(露點) 이하가 되기 때문에 응결하여 물방울로 되어 제거된다. 이 수분은 프로펠러팬에 의해 쿨러의 뒷면으로 날려가서 바깥으로 증발된다. 응결기의 냉각은 팬에 의한 윈도(window)형과 냉각수(우물물을 사용한다)에 의한 플로어(flour)형이 있다.

전기난로

電氣煖爐 전기난로의 발열체로는 보빈에 니크롬선을 감은 것과 석영관 안에 코일과 같은 니크롬선을 봉입한 것, 그리고 도자기로 된 가는 심에 감은 니크롬선을 봉입한 것이 있다. 후자는 적외선을 특히 많이 방사하기 때문에 적외선 히터라고도 한다. 이와 같은 발열체의 후면에는 포물면형(抛物面型)의 반사판(反射板)을 달아 열선을 전면으로 집중시키도록 설계된 반사형이 많다.

그리고 코일상(狀)의 니크롬선을 평면상(平面狀)으로 달고 그 배후에 팬모터를 설치하여 더운 바람을 방출하는 형식의 히터도 있으며

온풍기(溫風機)·팬히터 등으로도

부른다.

또 패널식 히터는 벽이나 마루에 '스페이스 히터'라는 특수한 히터를 장치한 것으로서 저온으로 적외선을 방출하기 때문에 손을 대어도 위험이 없고 난방효과도 크다.

석유난로

石油煖爐 석유난로는 등유(燈油)를 연료로 하기 때문에 연료비가 싸고 가스나 전기 난로와는 달리 배관이나 배선이 필요 없으며, 이동하기 쉽다는 여러 가지 이점이 있으나 관리가 충분하지 못하면 매연(煤煙)이나 냄새가 나는 결점이 있다.

석유난로는 석유를 연소시키는 방법에 따라 2종으로 대별한다. 한가지 방식은 석유탱크 속에 압력을 가해서 노즐에서 분사하는 석유를 예열(豫熱), 가스화하여 석유가스를 연소시키는 석유가스난로이고, 또 하나는 석유를 심지로 빨아올려 기화연소(氣化燃燒)시키는 오일 스토브이다.

전자는 예열에 시간이 걸리고, 펌프 조작이나 노즐 청소 등에 약간 귀찮은 조작이 뒤따르며, 또 분사되는 불꽃이 소리를 내면서 연소되는 단점들이 있어 제품의 수가 차차 줄어들고 있다.

반면에 오일 스토브는 시간도 걸리지 않고 또 관리도 비교적 쉬워서 여러 가지 형식의 제품이 시장에 나오고 있다.

대형의 원통꼴로 된 심지로 흡수된 석유는 심지의 상단 안쪽에 접해 있는 스프레더(spreader)라 불리는 철제 캡의 조그만 여러 개의 불구멍으로 기화하여 연소한다. 스프레더의 아래쪽은 굵은 원통이며 심지통 속을 통해서 탱크를 지나 밑바닥으로 연결되어 다량의 1차공기를 스프레더에 공급한다. 스프레더 위에는 굵고도 상당히 긴 철제 연소통이 세워져 있어서 공기의 대류(對流)를 쉽게 한다. 심지는 치차(齒車)와 손잡이에 의해 오르내리면서 화력을 조절하거나 불을 끄도록 되어 있다.

복사형(輻射型) 석유난로는 연소통 상단 가까이까지 약간 짧은 스프레더가 올라오고, 그 위에 나선형(螺旋型)으로 감은 니크롬선의 코일과 돔형(dome 型)의 그물이 있는데 이 부분이 적열(赤熱)하여 적외선(赤外線)을 방사(放射)하는 구조로 되어 있다. 적외선을 앞쪽으로 반사하기 위한 포물곡면(抛物曲面)을 가진 금속반사판을 뒷면에 설치한 것이 많다. 석유난로는 버너의 크기에 따라 발열량(發熱量)이 다르지만 석유소비량은 거의 비슷하여 100cc당 900kcal 정도이다.

디스포저

disposer

부엌에서 나오는 쓰레기를 분쇄하여 구정물과 함께 하수도로 흘려버리기 위한 기계로서 아파트 같은 데서는 편리한 기계이다.

구조는 믹서를 대형화한 것 같은 것으로 주철제(鑄鐵製) 용기의 윗부분에 개구부(開口部)가 있어 개숫물통의 배수구와 직결되어 있다. 본체의 하부에는 매분 1,500회 회전하는 인덕션 모터가 있어 스테인리스스틸로 된 회전날(回轉刃)을 돌린다. 본체쪽에는 고정날(固定刃)이 있어 음식 찌꺼기는 이 양날을 지나면서 파쇄된다. 배출은 회전날의 갓부분을 지나서 물과 함께 하수도로 내보낸다. 쇠붙이·유리·사기그릇 등이 실수로 그 속에 들어갔을 경우, 안전장치로서 자동적으로 전원을 차단하는 과부하보호장치(過負荷保護裝置)가 달려 있다.

전기청소기

電氣淸掃機

전기청소기는 모터와 팬(fan)으로 공기의 음압(陰壓)을 만들어서 먼지를 빨아들인다. 그러므로 종래의 비와 먼지털이에 의한 방법에 비한다면 훨씬 합리적이다. 또 음압에 의해 좁은 틈새나 움푹 팬 구석 또는 융단의 올 틈에 끼인 먼지를 빨아낼 수 있는 점은 청소 방법으로서는 완전에 가까운 것이다. 전기청소기에는 여러 가지 형식이 있는데, 현재 많이 쓰이고 있는 실린더(cylinder)형은 원통형으로 된 몸체 뒷부분에 매분 1만4 ,000∼1만 5,000회전하는 고속정류자(高速整流子)모터가 달려 있고, 전면에는 터보팬(turbo­fan)이 장치되어 있다.

몸체의 전반부는 수진실(收塵室)이고 여기에 필터(종이, 천 또는 몰트프렌 製의 주머니)가 있어서 먼지를 여과한다. 수진실에는 자유로이 굽혀지는 파이프가 접속되고 그 끝에는 직접 흡입구(吸入口) 등을 부착한다. 최근에 나온 것은 코드를 자동식으로 감는 장치와 이동용 롤러를 대형화하여 취급이 편리해졌다. 그리고 수진량(收塵量)을 가리키는 수진미터와 살균등(殺菌燈)이 달린 것도 있다.

온수기

溫水器

온수기는 수온 조절을 위해 간단한 피드백 기구가 장치되어 있다. 연료로 무엇을 쓰냐에 따라 다음과 같이 여러 가지 방식(方式)이 취해지고 있다.

가스 순간온수기

gas 瞬間溫水器

가스 버너의 점멸(點滅)이 수도꼭지의 개폐와 연동(連動)하여 물을 급속히 가열하는 기구이다. 가스 코크는 수압의 변화에 따라 개폐되는데 그 방식에는 2가지가 있다.

그 한가지는 저수압에 적합하며, 물코크의 바로 뒤에 있는 파이프의 좁은 목(오리피스)에 의해 코크를 열면 수압이 생겨 가스 밸브에 연결되어 있는 격막(diaphragm)이 스프링의 힘을 이겨 내고 내밀어서 가스 밸브를 연다. 버너는 불씨로 연소를 시작한다. 코크를 잠그면 수압이 내려가 스프링의 힘으로 가스 밸브를 막는다. 소형의 것은 대개가 이런 식이다.

또 한가지 방식은 오리피스의 전후와 다이어프램의 양쪽에 각각 연결되어 있어, 다이어프램은 오리프스의 앞뒤의 수압차에 따라 작용하는 것으로 비교적 고수압의 경우에 쓰인다. 이 양식으로는 배수구에 코크를 달 수가 있으며, 대형은 대개 이런 방식이다. 능력은 수온을 1분간에 25℃ 상승시킨 물을 몇ℓ 낼 수가 있는가에 따라 결정된다. 보통 소형은 3∼4ℓ, 그 이상의 것은 대형으로서 샤워용이나 목욕통에 이용되며 20ℓ 정도까지 있다. 상승온도는 주입하는 물의 양을 적게 하면 40℃ 정도까지 높일 수가 있다. 따라서 처음의 물이 15℃라면 55℃의 물을 얻게 되는 셈이다. 순간온수기의 버너는 불구멍이 많은 빗꼴 버너가 쓰인다. 불꽃이 닿는 부분에는 열전도도가 높은 구리가 쓰인다.

자동급탕장치

自動給湯裝置

석유나 가스를 연료로 하며 서모스탯에 의해서 수온(水溫)을 일정하게 유지하며 급탕하는 가정용 보일러가 개발되었다. 취사용·목욕용·세면용·세탁용·온수난방용으로 이용되고 있다. 온수난방용으로는 끓는 물이 순환하기 때문에 다른 용도에는 사용하지 못한다. 대개는 2개의 순환계통을 가지고 있다. 가정용은 보일러 용적이 50ℓ에서 120ℓ 정도가 많다.

의생활의 기계·기구

의생활의 기계·기구

衣生活－機械·器具

의생활(衣生活)에 관계되는 가정의 기계·기구로는 재봉틀, 전기다리미, 전기세탁기 등이다.

재봉틀

裁縫機

재봉틀은 겹쳐진 천을 윗실과 밑실의 2가닥의 실로 꼬듯이 꿰매는 기계이다. 윗실은 상하운동을 하는 바늘에 따라 천 밑으로 내려가는데 그 때 밑실을 공급하는 보빈을 가진 북의 둘레를 한바퀴 돌아서 밑실을 얽어가지고 천 위로 올라온다. 그러면 동시에 천은 천 옮기는 장치에 의해 한바늘분 전진하기 때문에, 바늘이 내려와 천에 실이 꿰일 때에는 다음 자리를 지나서 실이 내려가 밑실을 얽어서 올라온다. 이것이 재봉틀의 원리이다.

따라서 재봉틀에는 ① 바늘을 상하운동시키는 바늘대, ② 천 밑에서 윗실이 밑실의 둘레를 한바퀴 돌도록 하는 중북집과 그 돌기, ③ 윗실을 잡아당겨서 밑실과 같이 팽팽하게 죄는 파닥쇠, ④ 천을 한자리씩 이동시키는 보냄쇠 등의 4가지 기구가 있다. 이러한 기구들은 모두 페달 또는 모터에 의한 회전운동을 캠(cam)·크랭크(crank)·크랭크로드(crankrod)·지레 등에 의하여 왕복운동이나 반회전운동(半回轉運動)으로 바꿔서 작용시키고 있다.〔그림〕－16은 가장 표준적인 페달식 재봉틀 기구(機構)를 모식적(模式的)으로 나타낸 것인데, 플라이 휠의 회전이 위축에 의하여 전해서 파닥쇠와 바늘대의 상하운동이 되고 크랭크 로드와 아래축에 따라 중북집(보빈 케이스)과 보냄쇠의 운동을 한다. 전기재봉틀은 발판과 풀리(pulley) 대신에 직접 플라이 휠에 소형의 정류자(整流子)모터로 회전을 전달하는 것으로 모터의 회전 조절의 컨트롤러라고 불리는 플라이 휠식이 가변저항기(可變抵抗器)로 행한다.

모사 자동편물기

毛絲自動編物機 자동편물기의 원리는 본질적으로 손으로 짜는 식과 다름이 없다. 다만 손으로 짜는 것은 2개의 대바늘 끝으로 만든 고리를 한쪽 대바늘에다 꿰어서 모으는 데 반해 기계편물은 끝에 갈고리(hook)가 달린 바늘을 뜨게질 코수(數)만큼 빗살 모양으로 늘어놓고 바늘 하나가 뜨개질의 코 하나를 만드는 점이 다르다. 바늘은 끝에 갈고리와 함께 가동편(可動片)이 달려 있어 바늘을 당겨서 루프에 털실을 꿸 때에 갈고리 끝이 걸리지 않게 한다. 또 바늘 중간에 돌기(突起)가 있어 캐리지의 캠에 걸려서 바늘이 드나든다. 실감개에서 공급되는 털실은 가동편이 열려 있는 갈고리에 걸리고 다음에는 캐리지를 움직이게 함로써 바늘이 캠에 밀려 털실은 차례로 루프를 꿰어서 짜여지게 되는 것이다.

전기다리미

電氣－

전기다리미는 합성섬유의 보급에 따라 섬유에 적합한 규정온도를 보지하기 위해 자동식으로 바뀌었다. 이것은 서모스탯을 내부에 장치하여 보지온도(保持溫度)를 변경할 수 있도록 만든 것으로 몸체인 손잡이에 다이얼이 붙어 있다. 게다가 스팀 작용을 다림질과 동시에 가질 수 있는 스팀 전기다리미가 발달했다. 〔그림〕－18은 그 중의 하나인 드립식 스팀 전기다리미의 구조이다. 누름단추로 탱크 안의 물을 노즐을 통해 기화실(氣化室)로 떨어뜨려 순간적으로 증기로 바꾸어서 분사구로 뿜어내도록 만든 것이다. 스팀식의 전기다리미에 사용하는 물은 증발한 뒤에 찌꺼기가 남지 않는 순수(純水)를 쓰지 않으면 이것이 고장의 원인이 되므로 주의를 요한다.

전기세탁기와 건조기

電氣洗濯機－乾燥機

세탁은 가사작업 중에서도 부담이 큰 것으로서 이 작업을 기계화하는 것은 노력을 경감하는 데 크게 공헌하였다. 전기세탁기는 그런 의미에서 가사노동의 합리화에 가장 큰 구실을 하는 기계라고 할 수가 있다. 전기세탁기는 세탁조(洗濯槽) 속의 세탁물을 회전판으로 용액(溶液)과 함께 회전시켜서 세탁하는 기계이다(분류식).

세탁조의 밑바닥에 장치한 3∼4매의 날개를 가진 교반기(攪拌器)에 의해 세탁물을 교반하는 교반식은 세탁기로서 일찍부터 있었던 것으로 세척작용이 완만(緩慢)해서 대량의 세탁물을 균일하게 빨아내는 장점이 있다.

세탁기에는 이 밖에도 전동기를 일정 시간 동안 작용시키기 위한 타이머, 분류식으로 회전판의 회전속도와 회전방향(물이 흐르는 방향)을 바꾸기 위한 조절기(調節器), 배수(排水)나 세척 중인 물을 교환하기 위한 코크와 거기에 연결된 호스, 세탁물의 물을 짜내는 장치 등이 부설되어 있다.

요즘에는 원심탈수기(遠心脫水器)가 함께 작동하는 전자동 세탁기가 사용되고 있다. 전자동 세탁기는 세탁조 속에 원심탈수기의 회전조(回轉槽)가 조립되어 있고, 정밀한 타이머와 자동코크에 의해 급수·세척·배수·헹구기 등의 모든 작업을 자동적으로 해내도록 되어 있다.

건조기는 세탁기에서 물기를 짜낸 세탁물을 건조시키는 기계로서, 열원으로는 전기와 가스의 2가지가 있는데 가정용으로는 전열식이 많다. 외관상으로 보아 크기는 세탁기 정도로서 내부에는 모터에 직결된 팬 밑에 히터가 있어 가온공기(加溫空氣)를 걸어놓은 세탁물 사이로 보내서 단시간에 건조시키는 구조로 되어 있다. 가온공기의 절반은 측로(側路)를 지나서 히터 쪽으로 되돌아오도록 되어 있기 때문에 이런 형식을

온풍순환식(溫風循環式)이라고 한다. 건조실 안에는 온도 퓨즈가 설치되어 있어서 안전에 대한 대비도 취해져 있다.

완구

완구의 의미

玩具－意味

우리들 주변에는 어린이는 물론 어른들까지도 즐길 수 있는 완구가 많다. 그럼 완구란 도대체 인간에게 어떠한 역할을 하는 것일까. "완구는 인간을 구속하고 있는 의식주(衣食住)에 얽힌 모든 것으로부터 해방되었을 때, 인간의 벗이 되어 위안을 주는 것이다"라고 생각해도 무방할 것이다. 진실한 자유의 몸이 되었을 때의 인간의 행위가 그 인간의 가치를 나타낸다. 그리고 그 때 비로소 인간은 완전한 자기를 되찾아 창조적(創造的) 생활에 들어갈 수 있다. 이런 의미에서는 어린이뿐만 아니라 어른들에게도 완구는 결코 그 가치를 잃지 않는다.

아동의 완구

兒童－玩具

아동용 완구를 교육적 입장에서 대별하면 정서교육(情緖敎育) 완구와 과학교육(科學敎育) 완구로 나눌 수 있다.

집짓기 장난감 따위는 전자에 속하고, 금속제의 자동차나 기차 따위는 후자에 속한다. 창조 능력의 개발을 위해서는 전자가 알맞고, 여러 가지 과학지식을 주입시키는 데는 후자가 적당하다. 그러나 이러한 것들은 시판되고 있는 완구에 관한 분류이다. 더욱 넓게는 모래사장에서나 소꿉놀이하는 자리에서 우리가 흔히 볼 수 있는 소재는 모두가 어린이들의 창작력(創作力)을 북돋우는 완구가 되는 것이다.

유아의 지혜를 발달시키는 완구의 대표적인 것은 집짓기 따위의 구성완구(構成玩具)이다. 구성완구는 아동의 창의와 연구심을 길러 줄 뿐만 아니라 상상력도 풍부하게 만들어 준다.

움직이는 완구의 대표적인 것은 전차나 자동차 따위 금속제 완구이다. 그 대다수가 동력으로 전동기·용수철 등을 이용하였고, 동력의 전달 방법은 톱니바퀴의 결합이다.

어른의 완구

－玩具

어른들의 마음을 끄는 완구는 그만큼 내용에서 깊이가 있어야 한다.

어른이 즐기는 완구의 공통점의 하나는 구성력과 상상력을 지닌 완구이고, 또 하나는 상식에 도전하는 이른바 의외성(意外性)을 지닌 완구이다. 15숫자 맞추기라는 완구가 예의 하나다. 차례차례로 빈자리를 메우는 손질을 거듭함으로써 어떤 순열(順列)에서 다른 순열로 되도록 손쉽게 변환시키는 데 목적을 둔 완구이다. 6개 팀을 한줄로 세우는 방법에는 몇 가지가 있겠는가 하는 문제까지 생각하도록 이끌어 나간다.

소리와 악기

소리와 악기

－樂器

북이나 기타가 소리를 내고 있을 때는 막(膜)이나 현(絃)이 떨고 있다. 그 떠는 상태가 정지하면 소리는 사라진다. 그러니까 소리가 생기기 위해서는 무엇인가 떨리는 상태가 필요함을 생각할 수 있다. 이러한 떨리는 상태를 일반적으로 진동(振動)이라 한다. 1초 동안에 떨리는 수를 진동수(振動數)라고 하며, 헤르츠(Hertz)의 단위로 표시한다. 진동의 크기는 떨리는 나비로써 나타내며 진폭(振幅)이라 부른다.

축음기(蓄音機)의 바늘이 홈을 따라 미끄러질 때 바늘은 홈과 직각의 방향으로 흔들린다. 이 바늘의 진동을 음향판(音響板)으로 받는 것이 사운드 박스(sound box ,〔그림〕－22)이다. 이 진동을 전기신호로 변환시킨 것이 전기축음기(電氣蓄音機)이다. 음향판이 움직이면 그 부근의 공기도 움직인다. 공기는 압력을 가하면 압축되고 압력을 낮추면 팽창하는 성질을 가진다. 음향판에 의해 눌린 공기는 압축되고 그 때 생긴 압축파(壓縮波)는 공기의 분자를 통하여 차례로 전달된다.

이러한 공기의 진동파가 우리의 귀에 도달하면 그것을 소리로서 느끼게 된다. 인간이 느낄 수 있는 진동수의 범위는 대개 20∼20,000Hz이다. 진동수가 더함에 따라서 소리는 저음에서 고음으로 옮겨진다. 같은 높이의 소리는 진폭이 커질수록 센 소리가 된다. 어느 물체의 일부분의 운동이 차례로 다른 부분으로 전달되는 현상을 파동(波動)이라 하며, 파동을 전달하는 것을 매질(媒質)이라 한다. 수면의 파동이나 팽팽한 줄을 두들길 때 생기는 파동은 관찰하기 쉽다.

이러한 경우에 매질 분자의 운동 방향은 파의 진행반향에 직각이다. 이와 같은 파동을 횡파(橫波)라 한다.

소리의 경우는 매질 분자의 운동 방향이 파의 진동방향과 일치한다. 이와 같은 파동을 종파(縱波)라고 한다. 이에 반하여 횡파는 줄에서 전파되는 파나 수면의 파처럼 표현하기 쉽다. 때문에 종파의 설명에도 횡파의 형태를 빌리는 경우가 많다.

그리고 발음체의 진동이 규칙적이고 그 소리가 우리에게 쾌감을 주게 되는 것은 악음(樂音)이라 한다. 악음 중에서 오로지 1개의 단진동에서 생기는 것을 단순음(單純音)이라 한다.

일반적으로 악음(樂音)은 수개의 단순음으로 합성된 것이다. 다시 말하면 일반적으로 발음체(發音體)의 진동은 단순한 것이 아니고 기본진동 외에 그 정수배(整數倍)의 진동수를 지닌 배진동(倍振動)을 수반하기 때문이다.

기본진동에 의하여 생기는 소리를 원음(原音)이라 하고 배진동에 의한 소리를 배음(倍音)이라 한다. 원음은 소리의 높이를 결정한다. 원음에 배음이 얼마만큼의 비율로 따르게 되느냐에 의하여 귀에 들리는 느낌이 다르다. 이러한 음질의 차이를 음색(音色)이라 한다. 악기의 음색과 그의 스펙트럼(〔그림〕－21)에서 보는 바와 같이 종축(縱軸)에 음압(音壓)을 표시하고, 횡축(橫軸)에 시간을 표시하면 음색의 차이는 파형의 차이로서 관찰된다. 단순음의 파형은 정현곡선상(sign 曲線狀)이다.

음색은 원음에 대하여 배음이 어떤 비율로 수반되느냐에 좌우된다. 예를 들어, 악기의 음색과 그의 스펙트럼이라는(〔그림〕－21) 파형, 이른바 주파수를 분석해서 배음의 비율을 막대 그림표로 표시하기도 한다. 이것을 소리의 스펙트럼이라 한다.

파동의 속도

波動－速度    매질분자의 진동수를 ν(뉴우)라 하고, 1진동 동안에 진행하는 거리, 즉 파장(波長)을 λ라 하면 파동의 진동속도는 는,

  

로 표시할 수 있다. 공기중의 소리의 속도는 1기압에서 t℃일 때, 가 되지만, 보통 340/S에서 팽팽한 강선(鋼線)을 전파하는 횡파의 속도는

  

가 된다. ρ(로우)는 강선의 선밀도(線密度)이다.

파동의 반사

波動－反射

팽팽히 매달린 강선의 한쪽 끝을 두들기면 생긴 파동은 다른쪽 끝까지 갔다가 튀어서 되돌아온다. 〔그림〕－19는 좌측으로 진행하는 파(굵은 실선)가 벽에 고정된 지점(支點)으로부터 우측으로 진행하는 반사파(굵은 점선)가 되어 제자리로 돌아올 때의 설명도이다.

반사파는 입력파(入力波)와 형태나 속도가 똑같으며, 다만 진행방향이 반대이고, 벽의 저쪽에서 다가와서 마치 지점에서 입력파와 엇갈리는 것과 마찬가지로 양상을 표시한다. 이것은 진행방향이 서로 반대 파동과 겹침으로써 지점에 있는 매질분자가 언제나 정지를 계속할 수 있기 때문이다.

정상파

定常波

앞서 말한 바와 같이 똑같은 2개의 파동이 서로 반대방향으로부터 다가와서 겹치면 그들의 파동 중에 매질분자가 정지되는 점이 생긴다. 〔그림〕－19에는 1마루의 파가 전파되는 경우만을 표시했는데 진동원에서 파가 차례차례로 보내지면 〔그림〕－20과 같이 겉보기에는 진행하지 않는 이른바 정상파가 된다. 정상파는 팽팽한 줄(즉 현)의 경우에도 생긴다. 이들 경우에 공통된 점은 파동의 매질에 경계가 명확히 존재하여, 그 때문에 파동의 반사가 생기는 일이다. 매질분자가 정지하고 있는 점을 마디(節)라 하고, 매질분자가 가장 세차게 진동하는 점을 배(腹)라고 한다. 〔그림〕－20에서 정상파의 1파장 사이에는 마디와 배가 1개씩 있음을 알 수 있다.

음정과 음계

音程－音階    진동수가 ν₁, ν₂, ν₃, ν₄…인 소리 높이의 차이가 감각적으로 똑같이 느껴질 경우에,

   로 되어 진동수의 비가 같다.

  그래서 두 소리의 차이를 진동수의 비로 나타내고, 이것을    음정(音程)이라 한다.

  두 소리를 동시에 들을 때 쾌감을 주게 되면 협화(協和)한다고 말하고, 불쾌감을 주게 되면 불협화(不協和)의 관계에 있다고 말한다.

  음악에는 기음(基音)이라는 어느 진동수의 소리와 협화음정에 있는 여러 가지 소리를 진동수의 차례로 배열한 음렬(音列)을 사용한다. 이것을 음계(音階)라고 한다.

  이 자연장음계를 바탕으로 해서 이조(移調)를 하면 각 음정이 따위로 구구하여 거북하다. 그렇기 때문에 1옥타브라는 1：2의 진동수의 비를 12등분하여 음정을 ¹²√2의 음계로 만든다. 그리고 자연장음계의 을 ⁶√2 대용하고, 을 ¹²√2로 대용하면 음정이 같아지므로 이조(移調)가 자유로 된다. 이러한 음계를 평균 음계(平均音階)라 한다.

  악기는 필요에 따라서 희망하는 진동수의 소리를 간단히 꺼낼 수 있고, 더구나 음색이 우리에게 쾌감을 안겨 주는 음악상의 도구라고 말할 수 있다. 

타악기

打樂器 타악기에는 봉진동(棒振動) 악기와 막진동(膜振動) 악기가 있다. 봉진동 악기에는 실로폰·마림바(marimba)·비브라폰(vibraphone)으로 대표되는 건반 타악기 외에, 트라이앵글 따위의 리듬악기도 있다. 이러한 악기는 막대를 두들길 때의 진동을 이용한 것이다. 음계는 주로 막대 길이의 차이에 따라서 달라진다.

막진동 타악기의 대표적인 것은 드럼, 작은 북 등으로, 보통 리듬악기로 쓰인다. 막에는 동물의 가죽을 사용한다. 막의 진동이라고 하지만, 가죽을 팽팽하게 붙인 통 속의 공기 진동과도 얽히고, 또 두드리는 장소나 누르는 장소 등에 따라서 어느 정도 복잡한 진동을 일으킬 수도 있다. 이 성질을 이용하여 호궁(胡弓) 따위의 현악기에는 이러한 막진동체를 공명기(共鳴器)의 울림통으로 하고 있다.

판자가 울림통으로 사용되는 경우도 있다. 〔그림〕－30은 판자의 중앙을 고정하고 진동시켰을 경우의 진동하는 모양을 알기 위한 실험 상황을 나타내고 있다. 손가락으로 판자를 누르는 장소에 따라 마디가 생기는 장소를 알 수 있다. 그 상황은 진동판 위에 모래 따위 가벼운 분체(粉體)를 넣고 진동시킴으로써 알게 된다. 이렇게 해서 생기는 도형을, 이 방법을 고안한 독일의 클라드니(E.F.Chladni, 1756∼1827)의 이름을 따서 '클라드니의 도형(圖形)'이라 일컫는다. 판자가 현악기의 울림통으로서 얼마만큼 중요한 역할을 하게 되는가를 알 수 있다.

현악기

弦樂器    현악기는 몇 개의 현을 지니며, 그것을 어떠한 방법으로 진동시켜서 몸통으로 불리는 울림통을 통해서 소리를 내는 악기이다. 어느 물체의 진동이 공기 중 파동을 일으키기 위해서는 사운드 박스의 예로서도 알다시피 어느 면적을 가진 막이나 판자가 필요하게 된다. 현악기의 울림통이란 그러한 역할을 하게 마련이다.

  현악기에서 중심적 진동체는 현이다. 현은 자기 자신의 물리적 조건에서 결정되는 진동수에 따라 진동한다. 이러한 진동을 고유진동(固有振動)이라 한다. 이에 반하여 울림통은 현의 진동에 의해 강제적으로 진동을 일으키고 있다. 이렇게 해서 발생된 진동을 강제진동(强制振動)이라 한다. 드럼의 예에서 알 수 있듯이 울림통 자신도 고유진동수를 가지는 경우가 있다. 이 같은 경우에 강제하는 측의 진동수와 울림통이 지닌 고유진동수가 일치하면 울림은 더욱 커진다. 이러한 현상을 '공명(共鳴)'이라 한다. 악기의 울림통은 모든 소리에 대하여 되도록 같은 울림통으로서의 성질을 지니는 것이 바람직하다.

  현악기는 소리의 발성법에 따라 기타와 같은 발현악기(撥弦樂器), 바이올린과 같은 찰현악기(擦弦樂器), 피아노를 대표로 하는 타현악기(打弦樂器)로 분류할 수 있다.

  발현악기는 산뜻한 소리를 내기는 하나 이내 사라져 버리고 음량도 풍부하지가 않다. 만돌린 등은 연속적으로 현을 튀김으로써 소리에 지속감을 주고 있다.

  찰현악기는 보통 말의 꼬리털로 만든 활줄로 현을 비벼서 현에 연속적 진동을 일으키고 있다. 활에 의한 마찰의 힘으로 현에 진동에너지를 잇달아 보급할 수 있기 때문에 음량이나 음색이 풍부하다.

  기타·만돌린·바이올린 등의 현악기는 손으로 잡기 때문에 현의 수를 너무 많이 사용할 수 없다. 그래서 현의 이른바 지판(指板)을 손가락으로 눌러서 현의 일부를 고정시키게 되면 현의 길이가 달라지므로 음계를 만들게 된다. 현의 한쪽 끝은 기러기발이라고 불리는 받침대의 위치에서 고정(固定)된다.

  타현악기는 필요한 음계만큼의 현을 마련하여, 그것을 두들겨서 소리를 낸다(〔그림〕－24). 발현악기인 하프 등도 음계만큼 현의 수를 갖추어야 한다.

  현을 전파하는 파동의 속도는 ⑵식에서 주어지고, 진동수는 ⑴식에서 얻을 수 있기 때문에 매질분자의 진동수는 다음 식에서 구할 수 있다.

                     (3)

 이 식에서 현의 진동수는 현이 지닌 선밀도(線密度)와 장력에 의해 조정할 수 있음을 알 수 있다. 악기에 있어 진동수를 조절하는 일을 조율(調律)이라 한다.

  현진동의 형식이라는 사진은 현악기의 현에 생기는 정상파의 형태이다. 고정된 끝 사이의 거리를 ℓ＝0.5λ, 제1배진동에서 ℓ＝λ, 제2배진동(第二倍振動)에서 ℓ＝1.5λ 되어 있음을 알 수 있다. 이들 값을 ⑶식에 대입하면 그에 적합한 진동수를 구할 수 있다. 배진동을 얻고자 할 때는 마디가 될 만한 곳을 손톱으로 접촉하면 생긴다. 실제의 현으로는 원진동 위에 가지각색의 비율로 배진동이 겹쳐 이것이 음색을 좌우한다. 특히 울림통의 진동과도 조화하게 되면 음색은 더욱 풍부하게 된다.

  바이올린의 울림통의 구조를 〔그림〕－29에 표시하였다. 중앙에 서 있는 지주(支柱)의 위치는 바이올린의 음색에 어느 정도 영향을 미친다. 그 외에 울림통 속의 공기 진동도 중요하다. 바이올린뿐 아니라 울림통은 모든 현악기에서 중요한 역할을 하고 있다.

관악기

管樂器 〔그림〕－26은 대표적인 관악기이다. c, b, e는 흔히 말하는 나팔 종류로서 금관악기(金管樂器)라고도 한다. 소리를 내는 원리는 길다란 파이프 속의 기주(氣柱)에 정상파를 일으키는 데 있다(〔그림〕－29). 이들 악기는 파이프의 양단이 외기에 통하고 있는 양단개구(兩端開口)의 꼴이다. 개구단(開口端)에서 공기분자는 진동하기가 쉽기 때문에 정상파 중에서 배(腹)의 부분을 맡는다. 정확히 말하면 내경(內徑) d의 파이프에 대해 배의 위치는 관단(管端)에서 약 0.3d 떨어진 곳에 있다.

진동수는 입술을 여닫는 정도에 따라서 입술의 진동수를 바꾸고 이것을 기주에 공명시켜서 제5배음 높이까지 소리를 낼 수 있다. 원음이 포함되어 있다고는 하지만, 6개의 음계만으로는 기껏해서 신호나팔 정도의 구실밖에 못 한다. 그래서 트롬본에는 파이프 중간에 U자형 슬라이드를 장치함으로써 관의 길이를 바꾸도록 되어 있고 코넷이나 프렌치 호른은 밸브를 눌러 그 장소의 분지관(分枝管)의 길이만큼 길게 하여 상기 6음 사이의 음정을 메워서 음계를 완성하고 있다. 플루트와 클라리넷은 흔히 목관악기로 불리는 유공관(有孔管)악기다.

플루트는 우리나라의 횡적(橫笛)·퉁소(洞簫)와 마찬가지로 피리의 주둥이, 이른바 마우스피스(mouth piece)에 세찬 바람을 불어 넣어 거기에 발생하는 공기 소용돌이의 진동으로 말미암아 기주에 정상파를 일으킨다. 손가락으로 막았던 소리 구멍을 열면 그 자리가 한쪽 개구단이 되고 주동이는 다른 한쪽의 개구단이 된다. 따라서 손가락을 여닫는 데 따라서 음계가 생긴다. 그리고 같은 손가락의 위치라고 해도 원진동과 제1배진동과는 1옥타브 음정의 차이가 나타난다.

그러나 실제로는 퉁소와 같은 관악기는 소리구멍에 대해 배의 위치를 엄밀히 지정한다는 것은 어려운 일이다. 클라리넷이나 색소폰 등은 주둥이에 혀(reed)를 끼워서 이것을 떨리게 함으로써 기주에 정상파를 발생시키고 있다. 이와 같은 진동을 적극적으로 이용한 것이 하모니카나 리드－오르간이다. 리드에는 보통 등(藤)이나 대나무가 쓰인다.

전기악기

電氣樂器

전기를 사용한 악기는 간접전기악기(間接電氣樂器)와 순수전기악기로 나뉜다.

간접전기악기에는 전동(電動) 오르간처럼 단순히 공기를 보내는 장치에 전기를 사용한 간단한 것, 하와이언 기타나 전기 기타 등과 같이 진동원은 현을 튀겨서 발생시키고 음량을 높이거나 음색에 변화를 주기 위해 전기의 힘을 빌리는 약간 복잡한 것이 포함된다. 전기 기타 따위는 보통 악기에 증폭기(增幅器)를 장치한 것인데, 최종적으로는 스피커의 진동으로서 소리를 내게 되어 있다.

순수전기악기는 증폭기뿐만 아니라 진동원에도 진공관이나 트랜지스터·코일·콘덴서 따위가 만드는 발진회로(發振回路)를 사용하고 있다. 어느 악기에 비해 회로를 조립하는 데 자유로운 이점도 있어 그 음색은 무한한 가능성을 지니고 있어서 장래성이 커다란 악기의 분야이다. 일렉톤(electone) 등이 이에 속한다. 다만 현악기나 관악기 등 자연 악기에 익숙한 귀에는 인공음(人工音)이라는 느낌을 버리지 못한 나머지 그 음색을 차갑다고 말하는 사람도 있다. 그러나 이건 습관상의 문제로서 인공음을 적극적으로 작곡에 도입한다면 종래에 없었던 새로운 음악이 창조된다. 전자음악(電子音樂)이란 이렇게 해서 생겨난 새로운 음악이다. 따라서 전기음악과는 깊은 관계에 있기는 하되 전기악기 그 자체는 아니며, 오히려 작곡의 형식이라 할 수 있다.