[전기기기 3] 패러데이, 렌츠의 법칙

암페어의 오른나사의 법칙은 전류에 의해서 자기장이 생기는 것을 말해줍니다.
이번에는 자기장 변화에 의해서 전류가 생기는 법칙이 있습니다.

암페어 법칙과 가장 큰 차이점은 자기장의 '변화' 가 발생될 때 전류가 생기는 겁니다. 암페어의 법칙은 전류가 흐르기만 하면 자기장이 생기는데, 반대로 전류를 만들려면 자기장을 변화시켜야 합니다.

 

자기장이 발생하면 그것을 만드려는 방향으로의 자기장을 만들기 위해 전류를 만드는 것과 같습니다. 이것은 일종의 '스프링'과 유사하게 이해할 수 있습니다. 스프링을 늘리면 압축하려는 힘이 발생하고, 스프링을 압축하면 늘리려는 힘이 발생합니다. 자석에 의한 자기장 또한 감소시키려고 하면 증가하기 위한 전류가 발생하고, 자기장을 증가시키려고 하면 감소시키기 위한 전류가 발생한다고 보시면 됩니다.

이와 같은 원리를 이용하여 '발전기'를 만들 수 있습니다.

 

사실 이러한 '전류'의 생성은 '전압'의 발생으로 인해 생성된다고 볼 수 있습니다.
자세한 공식은 위와 같습니다.
자기장(위 공식에서는 자속)이 시간에 따라 변화하면 그것의 음의 부호로 코일의 턴수(N)에 비례하여 전압이 발생합니다.

이것은 모터에서도 발생합니다. 모터에서 회전하게 된다면 계속해서 자기장이 변화하게 되고, 모터안의 코일에서는 그 변화를 막으려고 하는 '기전력'이 발생합니다. 이때 발생하는 기전력은 역으로 발생하기 때문에 흔히 '역기전력'이라고 합니다. 부하가 없는 고속 회전중의 모터의 경우 모터의 입력전압과 역기전력의 전압차이가 거의 없어서 들어가는 전류가 감소하는 특징이 있습니다.

위 공식을 통해 알수 있는 것은, 발전기가 경우 더욱 많은 발전을 위해서는 더 많은 코일의 턴수와 많은 자기장의 변화가 필요로 한다는 것입니다.

 

모든 자기장이 코일에 들어가면 좋겠지만 그러지 않습니다.
코일안에 무사히 지나가면 '쇄교'한다고 하고, 이러한 자속을 '쇄교자속'이라고 합니다.

즉, 쇄교가 얼마나 되냐에 따라서도 성능이 달라지는데요, 코일과 자석이 가까울수록, 그리고 코일안의 재질(코어)가 무엇이냐 따라서 결정됩니다.

[출처] 네이버 블로그 느시님