전기와 자기 ( 인덕턴스 )

[이영권]

전기와 자기 ( 인덕턴스 ) 

(1) 전자유도             

[1] 자속의 변화에 의한 유도 기전력

(가) 전자유도



① 전자 유도 : 코일을 관통하는 자속을 변화시킬 때 기전력이 발생하는 현상
② 유도 기전력 : 전자 유도에 의해 발생된 기전력

(나) 유도 기전력의 방향
① 렌츠의 법칙 : 자속변화에 의한 유도기전력의 방향 결정. 즉, 유도 기전력은 자신의 발생원인이 되는 자속의 변화를 방해하려는 방향으로 발생.
② 유도 기전력의 방향 : 유도 기전력은 코일을 지나는 자속이 증가될 때에는 자속을 감소시키는 방향으로, 또 감소될 때에는 자속을 증가시키는 방향으로 발생한다.
 

(다) 유도 기전력의 크기
① 패러데이의 전자유도 법칙 : 자속 변화에 의한 유도기전력의 크기를 결정하는 법칙
② 유도 기전력의 크기

e=코일의 권수×매초 변화하는 자속=
(e:유도기전력[V], Δt:시간의 변화량[s], N:코일권수, ΔΦ:자속의 변화량[Wb])
음(-)의 부호 : 유도 기전력이 발생하는 방향

[2] 도체 운동에 의한 유도 기전력

(가) 유도기전력의 크기

(u:도체의 운동속도[m/s], l:도체의 길이[m], 자속밀도:B[Wb/m²]




(나) 유도기전력의 방향
① 플레밍의 오른손 법칙 : 도체 운동에 의한 유도 기전력의 방향을 결정하는 법칙.
엄지-도체의 운동방향, 검지-자기장의 방향, 중지-유도기전력의 방향

[3] 맴돌이 전류

① 맴돌이 전류손 : 금속 내부의 자속이 변화하면 유도 기전력이 발생하여 전류가 흐를 때 줄열이 생겨 발생하는 손실.
 

(2) 자체 인덕턴스    

[1] 자체 유도

① 자체 유도 : 코일에 흐르는 전류가 변화하면 코일 중의 자속이 변화되어 코일 자신에 기전력이 유도되는 현상.
 

[2] 자체 인덕턴스

① 자체 인덕턴스 : 코일의 자체 유도 능력 정도를 나타내는 양. 기호는 L, 단위는 헨리[H]
② 코일에 발생되는 유도 기전력 :  
 

[3] 자체 인덕턴스의 계산 보기

① 유도기전력의 표현 :
② 자체 인덕턴스의 표현 :

[4] 환상 코일의 경우

① 공심의 자체인덕턴스 :
 

[5] 무한장 코일

① 공심의 자체인덕턴스 :
 

[6] 길이가 짧은 코일

① 공심의 자체인덕턴스 :
 

(3) 상호 인덕턴스   

[1] 상호 유도 : 한쪽 코일의 전류가 변화할 때 다른 쪽 코일에 유도기전력이 발생하는 현상.

 

[2] 상호 인덕턴스

① 상호 인덕턴스 : 1차 전류의 시간 변화량과 2차 유도 전압의 비례상수. 기호는 M, 단위는 헨리[H]
② 2차 코일에 발생되는 유도기전력 :
 

 [3] 상호 인덕턴스의 계산

① 2차 코일의 유도기전력 :
② 상호 인덕턴스 :

[4] 환상 코일의 상호 인덕턴스

① 공심의 상호 인덕턴스 :
 

[5] 자체 인덕턴스와 상호 인덕턴스와의 관계

① 누설 자속이 없는 경우 :
② 누설 자속이 있는 경우 : (k:코일간의 결합계수)
 

(4) 인덕턴스의 접속   

① 전자 결합이 없는 경우 : L=L₁+L₂[H]
② 전자결합이 있는 경우
-결합접속 : 1·2차 코일이 만드는 자속의 방향이 정방향이 되는 접속
L=L₁+L₂+2M[H]
-차동접속 : 1·2차 코일이 만드는 자속의 방향이 역방향이 되는 접속
L=L₁+L₂-2M[H]