유도기의 원리-아라고의 원판,멤돌이 전류

[유민구]

유도기의 원리-아라고의 원판,멤돌이 전류

*유도기의 원리 -아라고의 원판

그림에서 영구 자석을 화살표 방향으로 이동하면 원판이 이것과 같은 방향으로 회전한다.
이것은 자석의 이동에 의해 원판상에 발생하는 와전류와 자속과의 사이의 전자력에 의해
토크를 발생하는 것으로, 발명자 아라고(Arago, 프랑스)의 이름을 따서 아라고의 원판이라고 한다.
유도 전동기는 이 원리를 이용하여, 자석을 움직이는 대신 회전 자계를 주어서 회전 토크를 얻는 것이다.

맴돌이전류의 존재를 검출 · 실증하는 실험장치의 하나. 구리원판과 영구자석을 조합하여 만들며
프랑스의 물리학자 D. F. J. 아라고의 이름을 따서 붙였다.

회전하는 구리원판 위에 영구자석을 매단 구조로 되어 있다.

원판을 회전시키면 자석은 원판의 화전방향과 평행하게 회전한다.

이는 원판이 자석의 자기력선을 차단함으로써 자극에 가까운 원판 부분에 유도 맴돌이전류가 생기고
이 맴돌이전류에 의한 자기장이 자석에 작용하여 회전시키기 때문이다 유도전동기는 이 원리를 응용한 것이다.

Arago' disk.jpg

*멤돌이 전류
시간적으로 변화하는 자기장 내에 놓인 도체 내부에 전자기유도에 의해 발생하는 소용돌이 모양의 전류. l824년 D. F. J. 아라고가 회전하는 원판 위의 자침이 흔들리는 현상(아라고의 회전판이라고 함)을 발견한 데서 비롯되어, 그 후 M. 패러데이가 발견한 전자기유도의 법칙에 의해 설명되었다.

맴돌이전류에 의해 강한 자기장 내에서 회전하는 전기전도체의 원판이 강한 제동력을 받는다는 것을 J. B. L. 푸코가 55년 실험으로 증명했기 때문에 푸코전류(Foucault current)라고도 하며, 이 현상은 교류의 적산전력계나 전자기 브레이크 등에 이용되고 있다.

일반적으로 맴돌이전류에 의해 발생하는 줄열(Joule’s heat)은 전력의 손실이며, 이것을 맴돌이손실 또는 맴돌이전류손실이 라고 한다.

교류발전기 · 교류전동기 · 변압기 등의 철심은 맴돌이손실을 피하기 위해 서로 절연된 얇은 자성강판을 포개어 만든다.

맴돌이손실의 실측값은 철심이 균일하게 자화(磁化)된다고 가정한 계산보다 크며, 이것을 맴돌이전류이상이라고 하는데, 이것은 강자성체 내의 자기벽의 장소에 맴돌이전류가 집중 되어 있기 때문이다.

또한 맴돌이전류에 의한 줄열을 이용한 가열법으로는 유도가열이 있다.

멤돌이전류_eddy current.jpg

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