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마그네틱 선의 비밀 - 신용카드 목록

조회 : 35418 | 2009-05-11

신용카드는 편리하지만, 자신의 능력 이상으로 무분별하게 사용하면 오히려 큰 독이 되지요. 신용불량자가 많은 가장 큰 이유는 과도한 현금서비스입니다. 현금서비스란 쉽게 말하면 카드회사에게 현금을 빌리는 것입니다. 즉 빚을 지는 것이지요.
그러나 세상에 공짜는 없지요?
빚을 지면 원금과 함께 이자를 갚아야 해요. 그런데 현금서비스의 이자는 다른 대출보다 훨씬 높지요. 그렇지만 현금이 없고 급하게 돈이 필요할 경우 현금서비스를 이용하게 되고, 자칫하면 신용불량자의 멍에를 지게 되는 것입니다. 따라서 신용카드는 반드시 자신의 능력을 고려해서 사용해야 하는 것입니다.



1) 신용카드의 원리는?
은행의 현금인출기나 가맹점에 있는 신용카드 단말기는 어떻게 카드를 인식할까요?
카드의 안에는 코일이 감겨진 카드판독기가 있어서 자기인식을 하게 됩니다. 즉 현금인출기에 신용카드를 통과시키면 카드에 있는 마그네틱 선이 카드판독기의 코일에 전기 신호를 유도하지요. 이 신호로부터 카드의 정보를 입력받는 것입니다.



그림. 신용카드의 마그네틱 선
마그네틱 선


그렇다면 정보는 어떻게 기록할까요?
신용카드 뒷면에 갈색 마그네틱 선이 있지요? 여기에 미세한 자석의 N극과 S극을 정해진 규칙에 따라서 배열시켜서 정보를 기록하는 것입니다. 따라서 신용카드를 마그네틱 카드 혹은 자기카드라고 합니다. 그런데 마그네틱선이 어디에 규칙적으로 배열되어 있나요?
이 배열은 자석의 성질을 갖는 산화철 가루를 이용하여 확인할 수 있어요. 산화철 가루를 알코올에 분산시켜 마그네틱 선에 떨어뜨리면, 자석에 산화철이 붙기 때문에 자석의 배열을 확인할 수 있어요.



그림. 전철표의 마그네틱 선 확인 실험
마그네틱 선 확인 실험

그림. 전철표의 마그네틱 선위에 붙은 산화철가루(200배)
마그네틱 선 위에 붙은 산화철가루


이러한 자기인식 방식은 정보의 기록과 삭제가 간편하지만, 저장할 수 있는 정보의 양이 2백 26문자에 불과합니다. 또한 다른 자석 등에 의해 자석의 배열이 달라지기 때문에 정보가 지워지는 단점이 있습니다. 지금은 거의 사용하지 않지만, 예전에 사용하던 3.5인치 컴퓨터 디스켓에 정보를 저장하는 것도 자석의 성질을 이용한 것입니다.



그림. 컴퓨터 3.5인치 디스켓에 입혀진 자석 가루(30배)
3.5인치 디스켓에 입혀진 자석가루

그림. 자석에 끌려 올라오는 2.5인치 디스켓의 원판
자석에 끌려 올라오는 2.5인치 디스켓의 원판

 

2) 스마트카드란?
이러한 단점을 해결한 스마트카드는 자석 대신에 반도체 칩을 이용하기 때문에 훨씬 더 많은 정보를 저장할 수 있지요. 스마트카드는 신용카드와 비슷하지만 자체 연산 기능이 있는 마이크로프로세서와 운영체제, 콘덴서, 코일과 함께 집적회로(IC) 칩이 포함되어 있습니다.



그림. 스마트카드
스마트카드

그림. 스마트카드의 내부 구조
스마트카드의 내부 구조


스마트카드는 접촉식과 비접촉식이 있어요. 접촉식은 기존의 신용카드처럼 카드판독기와 직접적인 접촉에 의해서 작동하지요. 반면에 접촉하지 않고 정보를 처리하는 비접촉식 스마트카드는 무선 ID라고도 해요. 비접촉식이기 때문에 자기카드보다 편리하고, 잘 훼손되지 않아요. 또한 속도가 빠르고 위조가 거의 불가능해 널리 사용되고 있습니다.
스마트카드는 어떻게 작동하나요?



그림. 스마트카드의 반도체 칩
스마트카드의 반도체 칩


스마트카드는 카드와 판독기 사이에 서로 무선으로 통신을 합니다. 그런데 전원 장치가 없는 카드로 어떻게 무선통신을 할 수 있나요?
코일이 감긴 카드를 카드판독기에 가까이 근접하면, 코일에 순간적으로 유도전류가 발생하지요. 이것은 자석이 있는 곳에서 코일을 움직여서 전류를 발생시키는 발전기의 원리와 같아요. 예를 들어, 지하철 개찰구의 카드판독기에는 전류가 흐르기 때문에 주위에는 전류에 의한 자기장이 있어요. 따라서 전자기 유도 현상에 의해 카드의 코일에 유도전류가 생기며 이것은 콘덴서에 저장되지요.



그림. 교통카드의 작동 원리
교통카드의 작동 원리


카드는 이 전류를 이용해 반도체 칩에 저장된 정보를 카드판독기에 무선으로 보내면 개찰구의 컴퓨터가 이를 확인하고 문을 열지요. 그리고 반도체 칩에는 변경된 요금 정보가 입력되는 것입니다.
이러한 무선 ID 카드는 사원 출입증, 도서관 출입 학생증, 아파트 출입문 등에도 쓰이며 백화점에서는 의류, CD 등 상품에 붙여 도난방지용으로 이용됩니다. 즉 물건을 그냥 들고 나가면 입구의 감지기에 전류를 발생시키기 때문에 경보음이 울리게 됩니다. 이러한 것을 전파 식별(RFID)이라고 합니다.



그림. 바코드와 무선ID
바코드와 무선ID


전파 식별이란 사물에 부착된 얇은 태그를 전파 신호를 통해 비접촉식으로 식별하여 정보를 처리하는 것입니다. 이것은 세계 1차대전 때 비행기가 적기인지 아군기인지를 식별하기 위해서 사용하기 시작했습니다. 즉 비행기에 전파를 쏘아 올리면 아군기에서 전파로 응답하면서 서로를 확인했던 것이지요.
그러나 대부분의 현금인출기나 신용카드 단말기가 자기인식 방식이기 때문에 현재의 스마트카드는 여전히 자기인식 방식을 혼합하여 이용하고 있어요.



3) 자성잉크는?
미세한 자석 가루를 사용하는 곳은 또 어떤 것이 있을까요?



그림. 만원 지폐에 입혀진 자성잉크 확인 실험
만원 지폐에 입혀진 자성잉크 확인 실험


눈에 보이지 않는 위조방지 기술로서 자성잉크와 같은 특수 잉크에 사용하기도 합니다. 만원 지폐의 10000 이라는 숫자는 자성잉크를 사용했기 때문에 자석을 대면 끌려오지요. 현금 자동입출금기에는 자성잉크를 감지하는 센서가 있어 위조지폐를 식별할 수 있어요.



4) 진주잉크?
자성잉크뿐만 아니라 20 유로화나 2,000 엔화에는 진주잉크가 있습니다. 진주잉크는 정면에서 투명하게 보이지만 비스듬히 보면 노란색이나 녹색으로 보입니다.



그림. 20 유로(euro)의 미세문자와 진주잉크
20유로의 미세문자와 진주잉크


초기에는 천연 진주를 이용한 염료로 만들었으나, 비싸서 많이 사용할 수 없었지요. 그러나 1960년대에 이산화티탄으로 코팅한 얇은 운모가 평행하게 쌓일 때 나타나는 빛의 간섭 효과를 이용한 염료를 개발하여 사용하고 있습니다.



Quiz. 이것은 무엇일까요?
SF 영화 <스타워즈(star wars, 별들의 전쟁)>를 본 적이 있나요? SF란 ‘Science Fiction’의 줄임말로서 ‘과학적 허구’란 뜻이에요. 즉 현재로서는 불가능하지만 과학적으로 근거가 있는 가상적인 내용을 표현한 공상과학 영화를 SF 영화라고 합니다.
스타워즈 시리즈는 <새로운 희망(1977)>을 시작으로 <제국의 역습(1980)>, <제다이의 귀환(1983)>이 제작되었어요. 그런데 그 후에도 인기가 지속되자, ‘조지 루카스’ 감독은 무려 16년 후에 후속편인 <보이지 않는 위협(1999)>, <클론의 습격(2002)>, <시스의 복수(2005)> 시리즈를 발표했습니다.
그러나 후속편 시리즈의 배경은 처음에 제작한 것들보다 더 앞선 시대를 담고 있어요. 따라서 먼저 제작한 시리즈가 <스타워즈 에피소드-4. 5, 6번>, 다음에 발표한 시리즈가 <스타워즈 에피소드-1, 2, 3번>이 되는 것입니다.




무엇일까요?

그렇다면 이것(50배)은 무엇일까요?
원숭이 같지 않나요? 혹은 스타워즈 시리즈의 최고의 카리스마이자, 은하계 최고의 악당인 ‘다스베이더’가 비밀리에 복제되고 있는 공장일까요? 그렇지만 이 녀석들은 여러분들이 밥을 먹을 때 사용하는 도구 안에 있습니다. 과연 어디에 있을까요?



주제!
자석 ,자기장 ,정전기
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