[전기기기 6] 직류기의 기본 원리

직류기의 기본 원리에서 알아봅시다.
직류기는 모터와 발전기 2종류가 있는데요, 물론 직류기에서 또 여러가지 종류로 나뉘지만 보통 자주보는 일반적인 DC모터의 원리를 생각해봅니다.

직류모터 원리- 플레밍 왼손법칙

 

간단하게 생각한다면 자석은 같은 극끼리 밀고, 다른극은 끌어옵니다.
코일에 전류가 흐르면 전자석처럼 되고 이게 같은극은 밀고 다른극은 끌러오니까 회전을 합니다.
회전을 하면 정류자에서 전압인가를 다시 원위치로  하여 항상 한쪽 방향으로 회전을 하도록 하는 것입니다.

제대로된 설명으로는 플래밍의 왼손법칙과 관련하여 설명합니다.

 

 

 

 

 

왼손을 펼쳐서 보면 엄지의 방향으로 도선은 힘을 받습니다.
직선의 도선은 일반적인 전자석과 다르게 자기장을 만들어도 N극과 S극을 구별하기 힘들어서 전자석을 비유하며 설명하기엔 충분하지 않습니다. 그래서 일반적으로 플래밍의 왼손법칙을 얘기하는게 좋습니다.

 

 

 

 

그래서 위와 같은 그림대로 움직이게 됩니다.


직류발전기의 원리-플레밍의 오른손 법칙

 

 

 

오른손을 펼쳐서 자기장속의 전선을 엄지방향으로 이동시키면(힘을 주면) 중지의 방향으로 전류가 발생합니다.

 

 

발전기는 결국 모터와 구조가 같습니다. 외부에서 힘을 주냐 아니냐가 다릅니다.
왼손 오른손 각각 다른 이유는 모터와 발전기에서의 부호가 서로 다르기 때문입니다.

 

 

양손을 펼쳐서 본다면 엄지와 검지는 방향이 같지만 중지만 방향이 다릅니다.
즉, 전류를 넣고 힘을 발생시키냐, 힘을 넣어서 전류를 발생시키냐는 전류의 기준으로 반대이기에 왼손 오른손 번갈아 쓰게 됩니다.

사실 플레밍의 오른손이냐 왼손이냐 하는것은 나타나는 방향을 알기 위해 쓰는건데, 진짜 원리라고 한다면 모터는 자기장속에서의 전하가 받는 힘인 '로렌츠 힘'에 의해서, 발전기는 '패러데이 전자기 유도법칙'에 의해서 발생합니다. 로렌츠 힘이나 전자기유도법칙에서 전류와 자기장이 서로 엮여 있는 이유는 '암페어 법칙'과 관련이 있습니다. 이와 자세한 이야기는 전자기학에서 나오겠네요.

 

직류기의 기본 원리를 알아보았습니다.